KR102194518B1 - Hydrogenated isotope-rich boron trifluoride dopant source gas composition - Google Patents

Hydrogenated isotope-rich boron trifluoride dopant source gas composition Download PDF

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Abstract

본 발명은, 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물은 (i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및 (ii) 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2 내지 6.99 부피%의 양의 수소를 함유한다. 또한, 상기 도판트 소스 가스 조성물의 사용 방법 및 이에 대한 관련 장치가 기재된다.The present invention relates to hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas compositions. The composition comprises (i) boron trifluoride in which the atomic mass of 11 boron ( 11 B) is isotope-rich than the natural abundance, and (ii) 2 to 6.99 volumes based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition. % Contains hydrogen. In addition, a method of using the dopant source gas composition and a device related thereto are described.

Description

수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소 도펀트 소스 가스 조성물Hydrogenated isotope-rich boron trifluoride dopant source gas composition

본 발명은, 이온 주입(ion implantation)에 사용하기 위한 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스(source) 가스 조성물 및 관련 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition and related methods and apparatus for use in ion implantation.

관련 출원의 상호 참조Cross-reference of related applications

본원은, 2016년 3월 28일에 출원된 미국 가특허출원 제 62/314241 호(명칭: "수소화된 동위원소-풍부한 BF3 도펀트 소스 가스 조성물")의 우선권을 주장하며, 이는 전체가 본원에 참고로 인용된다.This application claims the priority of U.S. Provisional Patent Application No. 62/314241 (name: "Hydrogenated Isotope-Enriched BF 3 Dopant Source Gas Composition") filed March 28, 2016, which is incorporated herein by reference in its entirety. It is cited for reference.

이온 주입은 마이크로전자/반도체 제조 동안 반도체 웨이퍼에 제어된 양의 도펀트 불순물을 정확하게 도입하기 위해 집적 회로 제조에 사용된다. 이러한 주입 시스템에서, 이온 소스는 원하는 도펀트 원소 가스를 이온화하고, 이온은 원하는 에너지의 이온 빔의 형태로 소스로부터 추출된다. 추출은, 추출된 빔을 통과시키기 위한 개구(aperture)를 포함하는, 적절한 형상의 추출 전극에 고전압을 인가함으로써 달성된다. 그 다음, 반도체 웨이퍼와 같은 작업편의 표면에 도펀트 요소를 주입시키기 위해 이온 빔을 보낸다(direct). 빔의 이온은 작업편의 표면을 관통하여 원하는 전도성 영역을 형성한다.Ion implantation is used in integrated circuit fabrication to accurately introduce a controlled amount of dopant impurities into a semiconductor wafer during microelectronic/semiconductor fabrication. In this implantation system, the ion source ionizes the desired dopant element gas, and the ions are extracted from the source in the form of an ion beam of desired energy. Extraction is achieved by applying a high voltage to an extraction electrode of an appropriate shape, which contains an aperture for passing the extracted beam. Then, an ion beam is directed to implant the dopant element onto the surface of a work piece such as a semiconductor wafer. The ions in the beam penetrate the surface of the work piece to form the desired conductive region.

열 전극을 사용하고 전기 아크에 의해 전력이 공급되는 프리맨(Freeman) 및 베르나스(Bernas) 유형을 사용하는 마이크로웨이브 유형, 마그네트론, 간접 가열식 캐쏘드(IHC) 소스 및 RF 플라즈마 소스를 비롯한 몇 가지 유형의 이온 소스가 이온 주입 시스템에 사용되고, 이들 모두는 전형적으로 진공 상태에서 작동한다. 임의의 시스템에서, 이온 소스는, 도펀트 가스(일반적으로 "공급원료(feedstock) 가스"라고 함)로 채워진 진공 아크 챔버(이후, "챔버")에 전자를 도입함으로써 이온을 생성한다. 도펀트 가스 내의 원자 및 분자와 전자의 충돌은, 양이온 및 음이온 도펀트 이온으로 구성된 이온화된 플라즈마를 생성시킨다. 음성 또는 양성 바이어스(bias)를 갖는 추출 전극은 양성 또는 음성 이온이 타겟 재료를 향해 가속되는 시준된(collimated) 이온 빔으로서 개구를 통과하도록 각각 허용할 것이다.Several types including microwave type, magnetron, indirectly heated cathode (IHC) source and RF plasma source using Freeman and Bernas types using thermal electrodes and powered by an electric arc Ion sources of are used in ion implantation systems, all of which typically operate under vacuum. In some systems, the ion source generates ions by introducing electrons into a vacuum arc chamber (hereinafter “chamber”) filled with a dopant gas (generally referred to as “feedstock gas”). The collision of electrons with atoms and molecules in the dopant gas creates an ionized plasma composed of cation and anion dopant ions. An extraction electrode with a negative or positive bias will each allow positive or negative ions to pass through the aperture as a collimated ion beam accelerated towards the target material.

많은 이온 주입 공정에서, 붕소는 집적 회로 장치의 제조에 주입된다. 붕소는 일반적으로 삼불화 붕소와 같은 공급 원료 가스로부터 주입된다.In many ion implantation processes, boron is implanted in the manufacture of integrated circuit devices. Boron is generally injected from a feedstock gas such as boron trifluoride.

텅스텐은 일반적으로, 이온 주입 시스템에서 필라멘트 소자 및 다른 캐쏘드 구조체를 위한 구성 재료로서 사용된다. 이온 주입 시스템의 이온 소스 챔버에서 그러한 물질을 사용하는 것에 대한 지속적인 문제는, 텅스텐 손실의 문제이며, 이는 캐쏘드 구조체의 필라멘트 씨닝(filament thinning) 또는 소위 "펀치 스루 (punch through)"를 야기할 수 있으며, 이는 재-금속화 또는 캐쏘드 구조체의 교체를 요구한다. 극단적인 경우에, 캐쏘드로부터의 텅스텐의 스퍼터링은, 그러한 재-금속화 또는 교체가 필요하기 전에 이온 소스의 작동 수명을 매우 짧아지게 할 수 있다. 캐쏘드로부터의 텅스텐 손실은, 이온 소스 챔버 표면상의 원치 않는 텅스텐의 증착 및 시스템에서 생성된 이온빔에 대한 원치 않는 텅스텐 빔 기여와 관련된다. 따라서, 텅스텐 손실은 이온빔 불안정성의 원인이 될 수 있으며, 결국 이온 소스의 조기 파손을 초래할 수 있다.Tungsten is generally used as a building material for filament elements and other cathode structures in ion implantation systems. A persistent problem with the use of such materials in the ion source chamber of ion implantation systems is the problem of tungsten loss, which can lead to filament thinning or so-called "punch through" of the cathode structure. And this requires re-metallization or replacement of the cathode structure. In extreme cases, sputtering of tungsten from the cathode can lead to a very short operating life of the ion source before such re-metallization or replacement is required. Tungsten loss from the cathode is related to the unwanted deposition of tungsten on the ion source chamber surface and the unwanted tungsten beam contribution to the ion beam generated in the system. Therefore, the loss of tungsten may cause the ion beam instability, which may lead to premature damage to the ion source.

본 발명은, 이온 주입에 사용하기 위한 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물 및 관련 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition and associated method and apparatus for use in ion implantation.

일 양태에서, 본 발명은 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물에 관한 것으로서, 이는 (i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및 (ii) 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2 내지 6.99 부피%의 양의 수소를 포함한다.In one aspect, the present invention relates to a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition, wherein (i) boron of atomic mass 11 ( 11 B) is isotope-rich than its natural abundance. Boron trifluoride, and (ii) hydrogen in an amount of 2 to 6.99% by volume, based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition.

또 다른 양태에서, 본 발명은 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물에 관한 것으로서, 이는 (i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 99 % 초과량으로 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및 (ii) 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 5 부피%의 양의 수소를 포함한다.In another aspect, the present invention relates to a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition, wherein (i) boron of atomic mass 11 ( 11 B) is an isotope in excess of 99%. -Rich boron trifluoride, and (ii) hydrogen in an amount of 5% by volume, based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition.

추가의 양태에서, 본 발명은 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물에 관한 것으로서, 이는 (i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및 (ii) 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2 내지 6.99 부피%의 양의 수소로 본질적으로 이루어진다. 보다 구체적으로는, 수소는, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2 내지 6.5 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2.5 내지 6.25 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 3 내지 6 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 4 내지 6 부피% 범위, 또는 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 5 부피%의 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있고, 상기 특정 양 또는 사용된 상기 양의 범위는 특정 적용례에 대해 원하는 수준의 작동 성능 또는 향상을 달성시키도록 선택될 수 있음을 이해할 것이다.In a further aspect, the present invention relates to a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition, wherein (i) boron of atomic mass 11 ( 11 B) is more isotope than its natural abundance. It consists essentially of rich boron trifluoride, and (ii) hydrogen in an amount of 2 to 6.99% by volume, based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition. More specifically, hydrogen is in the range of 2 to 6.5% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, in the range of 2.5 to 6.25% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, 3 to 6% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, 4 to 6% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, or boron trifluoride and May be present in any suitable amount of 5 vol% based on the total volume of hydrogen, and the specific amount or range of amounts used may be selected to achieve a desired level of operational performance or improvement for a specific application. Will understand.

본 발명의 또 다른 양태는, 본원에 개시된 다양한 실시양태에 따른 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 함유하는 가스 저장 및 분배 용기를 포함하는 붕소 도펀트 가스 조성물 공급 패키지에 관한 것이다.Another aspect of the present invention is a boron dopant gas composition supply package comprising a gas storage and distribution container containing a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition according to various embodiments disclosed herein. It is about.

본 발명의 또 다른 양태는, 본원에 개시된 다양한 실시양태에 따라 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 이온화하여 붕소-함유 이온성 주입 종을 생성하는 단계, 및 상기 붕소-함유 주입 종을 상기 기판에 주입하는 단계를 포함하는, 붕소-주입된 기판을 형성하는 방법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention is the steps of ionizing a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition to produce a boron-containing ionic implanted species according to various embodiments disclosed herein, and the It relates to a method of forming a boron-infused substrate comprising the step of implanting a boron-containing implanted species into the substrate.

본 발명의 또 다른 양태는, 이온 주입 시스템의 이온 소스 챔버에 본원에 개시된 다양한 실시양태에 따른 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 도입하는 단계, 및 상기 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 상기 이온 소스 챔버에서 이온화하여, 붕소 이온 주입을 위한 붕소-함유 주입 종을 생성시키는 단계를 포함하는, 붕소 이온 주입 방법에 관한 것이다.Another aspect of the invention is the steps of introducing a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition according to various embodiments disclosed herein into an ion source chamber of an ion implantation system, and the hydrogenated An isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition is ionized in the ion source chamber to generate a boron-containing implanted species for boron ion implantation.

본 발명은, 본원에 기재된 본 발명의 다양한 실시양태에 따른 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 보유하는 가스 저장 및 분배 용기를 포함하는 붕소 도펀트 가스 공급 패키지로부터 붕소 도펀트 가스 조성물을 이온 주입 시스템으로 유동시키는 것을 포함하는, 이온 주입 시스템의 작동을 향상시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to boron from a boron dopant gas supply package comprising a gas storage and distribution vessel holding a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition according to various embodiments of the invention described herein. A method of improving the operation of an ion implantation system comprising flowing a dopant gas composition into the ion implantation system.

본 발명의 또 다른 양태는, 텅스텐 캐쏘드를 갖는 붕소 이온 주입 시스템에서 텅스텐 캐쏘드 부식(erosion)을 감소시키는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 본원에 기재된 본 발명의 다양한 실시양태에 따른 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물의 이온화에 의해 시스템 내에 붕소 이온 주입을 위한 붕소 이온 주입 종을 생성시키는 것을 포함한다.Another aspect of the present invention relates to a method for reducing tungsten cathode erosion in a boron ion implantation system having a tungsten cathode, the method comprising: hydrogenated hydrogenation according to various embodiments of the present invention described herein. Ionization of the isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition to generate boron ion implantation species for implantation of boron ions into the system.

본 발명의 또 다른 양태는, 붕소 이온 주입 시스템에서의 사용을 위해, 본원에 기재된 본 발명의 다양한 실시양태에 따른 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 포함하는 붕소 도펀트 소스 가스 조성물을 공급하는 것을 포함하는, 붕소 이온 주입 시스템의 작동 성능을 향상시키는 방법에 관한 것이다.Another aspect of the invention is a boron comprising a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition according to various embodiments of the invention described herein for use in a boron ion implantation system. It relates to a method of improving the operational performance of a boron ion implantation system comprising supplying a dopant source gas composition.

추가의 양태에서, 본 발명은, 본원에 기재된 본 발명의 다양한 실시양태에 따른 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 포함하는 붕소 도펀트 소스 가스 조성물로부터 붕소 이온 주입 시스템에서 붕소 주입 종을 생성시키는 것을 포함하는, 붕소 이온 주입 시스템의 작동 성능을 향상시키는 방법에 관한 것이다.In a further aspect, the invention provides a boron ion implantation system from a boron dopant source gas composition comprising a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition according to various embodiments of the invention described herein. It relates to a method of improving the operating performance of a boron ion implantation system, comprising generating a boron implanted species at.

추가 양태에서 본 발명은, 캐쏘드를 포함하는 붕소 도핑 이온 주입 시스템의 빔 안정성 및 이온 소스 수명을 향상시키는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은, 붕소 도펀트 소스 가스 조성물을 붕소 도핑 이온 주입 시스템의 이온 소스 챔버에 도입하는 단계, 상기 붕소 도핑 이온 주입 시스템을 작동시켜 상기 이온 소스 챔버 내에서 상기 붕소 도펀트 소스 가스 조성물을 이온화시키고, 붕소 도펀트 종의 빔을 생성시켜, 이를 이온 주입 시스템 내의 기판으로 보내어 이온 주입 시스템 내의 기판을 붕소 도펀트 종으로 붕소 도핑시키는 단계를 포함하고, 이때 상기 도펀트 소스 가스 조성물은 (i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및 (ii) 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2 내지 6.99 부피%의 양의 수소를 포함하고, 빔 전류의 감소는 8 % 미만이다. 보다 구체적으로는, 수소는, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2 내지 6.5 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2.5 내지 6.25 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 3 내지 6 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 4 내지 6 부피% 범위, 또는 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 5 부피%의 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있고, 상기 특정 양 또는 사용된 상기 양의 범위는 특정 적용례에 대해 원하는 수준의 작동 성능 또는 향상을 달성시키도록 선택될 수 있음을 이해할 것이다.In a further aspect, the present invention relates to a method of improving the beam stability and ion source lifetime of a boron doped ion implantation system including a cathode, the method comprising: a boron dopant source gas composition as an ion source of a boron doped ion implantation system. Introducing into the chamber, by operating the boron doped ion implantation system to ionize the boron dopant source gas composition in the ion source chamber, generate a beam of boron dopant species, and send it to a substrate in the ion implantation system for ion implantation. Boron doping a substrate in the system with a boron dopant species, wherein the dopant source gas composition comprises: (i) boron trifluoride having an atomic mass of 11 boron ( 11 B) isotope-rich than its natural abundance, and ( ii) hydrogen in an amount of 2 to 6.99% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, and the reduction in beam current is less than 8%. More specifically, hydrogen is in the range of 2 to 6.5% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, in the range of 2.5 to 6.25% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, 3 to 6% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, 4 to 6% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, or boron trifluoride and May be present in any suitable amount of 5 vol% based on the total volume of hydrogen, and the specific amount or range of amounts used may be selected to achieve a desired level of operational performance or improvement for a specific application. Will understand.

또 다른 양태에서, 본 발명은, (a) 제 1 가스 공급 패키지로부터의 11B-동위원소-풍부한 삼불화 붕소 및 (b) 제 2 가스 공급 패키지로부터의 수소 가스를, (i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및 (ii) 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2 내지 6.99 부피%의 양의 수소를 포함하는 이온 소스 챔버 내 도펀트 소스 가스 조성물을 구성하는 상기 삼불화 붕소 및 수소의 상대적 비로, 이온 주입 시스템의 이온 소스 챔버로 공-유동시키는 것을 포함하는, 이온 주입 시스템을 작동시키는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 수소는, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2 내지 6.5 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2.5 내지 6.25 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 3 내지 6 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 4 내지 6 부피% 범위, 또는 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 5 부피%의 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있고, 상기 특정 양 또는 사용된 상기 양의 범위는 특정 적용례에 대해 원하는 수준의 작동 성능 또는 향상을 달성시키도록 선택될 수 있음을 이해할 것이다.In yet another aspect, the present invention comprises (a) 11 B-isotope-rich boron trifluoride from the first gas supply package and (b) hydrogen gas from the second gas supply package, (i) atomic mass 11 Ion source comprising boron trifluoride in which the boron of ( 11 B) is isotope-rich than its natural abundance, and (ii) hydrogen in an amount of 2 to 6.99% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition. A method of operating an ion implantation system comprising co-flowing into an ion source chamber of an ion implantation system with the relative ratio of the boron trifluoride and hydrogen constituting the dopant source gas composition in the chamber. More specifically, hydrogen is in the range of 2 to 6.5% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, in the range of 2.5 to 6.25% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, 3 to 6% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, 4 to 6% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, or boron trifluoride and May be present in any suitable amount of 5 vol% based on the total volume of hydrogen, and the specific amount or range of amounts used may be selected to achieve a desired level of operational performance or improvement for a specific application. Will understand.

전술한 요약은 본 발명에 고유한 혁신적인 특징의 일부를 이해를 용이하게 하기 위해 제공되며, 완전한 설명을 의도하는 것은 아니다. 전체 명세서, 청구범위, 도면 및 요약서를 전체적으로 취함으로써 본 발명에 대한 완전한 이해를 얻을 수 있다.The foregoing summary is provided to facilitate understanding of some of the innovative features inherent in the present invention, and is not intended to be a complete description. A complete understanding of the present invention can be obtained by taking the entire specification, claims, drawings, and abstract as a whole.

첨부된 도면과 관련한 다양한 예시적인 실시양태에 대한 다음의 설명을 고려하여 본 발명이 보다 완전하게 이해될 수 있다.
도 1은, 압력-조절식 유체 저장 및 분배 용기를 포함하는 유체 공급 패키지의 개략적인 단면도로서, 여기서 본 발명의 다양한 실시양태에 따른 수소화된 농축 삼불화 붕소 도펀트 소스 가스 조성물이 상기 조성물의 저장 및 분배를 위해 제공될 수 있다.
도 2는, 본 발명에 따른 작동 모드를 예시하는 이온 주입 시스템의 개략도로서, 여기서 본 발명의 수소화된 삼불화 붕소 도펀트 소스 가스 조성물은 기판에 붕소를 주입하기 위해 이온 주입기에 공급된다.
도 3은, 분당 2.75 표준 입방 센티미터(sccm)의 동위원소-풍부한 BF3 유속을 갖는 이온 주입 장치의 이온 챔버로 유동되는 수소/삼불화 붕소 공-유동 비 (0 내지 0.6의 부피 H2/부피 BF3)의 함수로서의 B+ 빔 전류의 그래프이며, 이는 본 발명의 다양한 실시양태에 따른 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소 도펀트 소스 가스 조성물의 빔 성능을 보여준다.
도 4는, (i) 단지 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF의 유동, (ii) 낮은 H2/11BF3 부피비의, 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3와 수소의 공-유동, 및 (iii) 높은 H2/11BF3 부피비의, 수소의 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3와 수소의 공-유동에 대해 도시된, 170-300AMU 범위의 W+ 및 WFx+ (x = 1, 2, 3, 4, 5 및 6) 이온에 대한 빔 전류 값을 나타내는 인셋 스펙트럼 세그멘트(inset spectrum segment)에 의해 B+, F+, HF+, BF+, BF2+ 및 W++ 이온에 대한 빔 전류 값을 보여주는 원자 질량 단위(AMU) 값의 함수로서 밀리암페어(milliamp) 단위의 빔 전류의 빔 스펙트럼 비교 그래프이다.
도 5는, 0 내지 0.6의 H2/11BF3 부피비의 함수로서 밀리암페어로 나타낸 F+, HF+, W+ 및 WF+ 빔 전류의 그래프로서, 여기서 각각의 이온 종에 대한 데이터는 F+에 대해서는 다이아몬드 기호 (◆) , HF+에 대해서는 원형 점 기호 (●), W+에 대해서는 사각형 기호 (■), WF+에 대해서는 삼각형 기호 (▲)로 표시된다. 이러한 데이터를 생성하기 위해 사용된 삼불화 붕소는 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3이었다.
도 6은, 0 내지 0.6의 H2/11BF3 부피비의 함수로서 밀리암페어로 나타낸, F+, HF+, W+ 및 WF+ 빔 전류의 대응하는 정규화된 그래프로서, 여기서 x는 H2/BF3 비에 대한 계수이고, F+, HF+, W+ 및 WF+ 빔 전류는 B+ 빔 전류로 정규화되었으며, 이때 각각의 이온 종에 대한 데이터는 F+에 대해서는 다이아몬드 기호 (◆) , HF+에 대해서는 원형 점 기호 (●), W+에 대해서는 사각형 기호 (■), WF+에 대해서는 삼각형 기호 (▲)로 표시된다.
도 7은, 170-300AMU 범위의 W+ 및 WFx+ (x = 1, 2, 3, 4, 5 및 6) 이온에 대한 빔 전류 값을 나타내는 인셋 스펙트럼 세그멘트에 의해 B+, F+, HF+, BF+, BF2+ 및 W++ 이온에 대한 빔 전류 값을 보여주는 원자 질량 단위(AMU) 값의 함수로서 밀리암페어 단위의 빔 전류의 빔 스펙트럼 비교 그래프로서, 여기서 이온 주입 시스템은, 두 경우 모두에서 비-수소화된 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3을 사용하여, 제 1 수행에서 B+ 이온 주입 종에 대해 조정(tuning)되었고, 제 2 수행에서 BF2+ 이온 주입 종에 대해 조정되었다.
도 8은, 170-300AMU 범위의 W+ 및 WFx+ (x = 1, 2, 3, 4, 5 및 6) 이온에 대한 빔 전류 값을 나타내는 인셋 스펙트럼 세그멘트에 의해 B+, F+, HF+, BF+, BF2+ 및 W++ 이온에 대한 빔 전류 값을 보여주는 원자 질량 단위(AMU) 값의 함수로서 밀리암페어 단위의 빔 전류의 빔 스펙트럼 비교 그래프로서, 여기서 이온 주입 시스템은, 제 1 수행에서 비-수소화된 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3을 사용하여 B+ 이온 주입 종에 대해 조정되었고(녹색 스펙트럼), 제 2 수행에서 제 2 수행에서 수소화된 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3을 사용하여 BF2+ 이온 주입 종에 대해 조정되었다(적색 스펙트럼; 0.05의 최적화된 H2/11BF3 부피비).
도 9는, 170-300AMU 범위의 W+ 및 WFx+ (x = 1, 2, 3, 4, 5 및 6) 이온에 대한 빔 전류 값을 나타내는 인셋 스펙트럼 세그멘트에 의해 B+, F+, HF+, BF+, BF2+ 및 W++ 이온에 대한 빔 전류 값을 보여주는 원자 질량 단위(AMU) 값의 함수로서 밀리암페어 단위의 빔 전류의 빔 스펙트럼 비교 그래프로서, 여기서 이온 주입 시스템은, 제 1 수행에서 비-수소화된 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3을 사용하여 B+ 이온 주입 종에 대해 조정되었고(녹색 스펙트럼), 제 2 수행에서 제 2 수행에서 수소화된 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3을 사용하여 BF2+ 이온 주입 종에 대해 조정되었다(적색 스펙트럼; 0.05의 최적화된 H2/11BF3 부피비).
도 10은, 주입 이온이 B+인 수소 가스의 부피 퍼센트에 대해 플로팅된 시간당 캐쏘드 중량 변화를 나타내는 그래프이다.
도 11은, 주입 이온이 B+인 수소 가스의 부피 퍼센트에 대해 플로팅된 시간당 안티-캐쏘드 질량 변화를 나타내는 그래프이다.
도 12는, 주입 이온이 BF2+인 수소 가스의 부피 퍼센트에 대해 플로팅된 시간당 캐쏘드 중량 변화를 나타내는 그래프이다.
도 13은, 주입 이온이 BF2+인 수소 가스의 부피 퍼센트에 대해 플로팅된 시간당 안티-캐쏘드 질량 변화를 나타내는 그래프이다.
본 발명은, 다양한 변형 및 대안적인 형태에 적용될 수 있지만, 그 세부사항은 도면에서 예로서 도시되고 상세히 설명될 것이다. 그러나, 기재된 특정의 예시적인 실시양태에 본 발명의 양태를 한정하려는 의도는 아니라는 것을 이해해야 한다. 반대로, 본 발명의 사상 및 범위 내에 있는 모든 변경, 등가물 및 대안을 포함하는 것으로 의도된다.
The invention may be more fully understood in consideration of the following description of various exemplary embodiments in connection with the accompanying drawings.
1 is a schematic cross-sectional view of a fluid supply package comprising a pressure-controlled fluid storage and dispensing vessel, wherein a hydrogenated concentrated boron trifluoride dopant source gas composition according to various embodiments of the present invention comprises storage and May be provided for distribution.
2 is a schematic diagram of an ion implantation system illustrating a mode of operation according to the present invention, wherein the hydrogenated boron trifluoride dopant source gas composition of the present invention is supplied to an ion implanter to implant boron into a substrate.
Figure 3 shows the hydrogen/boron trifluoride co-flow ratio (volume H 2 /volume from 0 to 0.6) flowing into the ion chamber of the ion implantation apparatus with an isotope-rich BF 3 flow rate of 2.75 standard cubic centimeters per minute (sccm). BF 3 ) is a graph of the B+ beam current as a function of, which shows the beam performance of a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride dopant source gas composition according to various embodiments of the present invention.
Figure 4, (i) only the substantially pure (> 99.95 vol%) 11 BF flow, (ii) of the lower H 2/11 BF 3 by volume, substantially pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 and hydrogen in the co-flow, and (iii) a high H 2/11 BF 3 by volume, of substantially pure hydrogen (> 99.95 vol%) 11 BF 3 and hydrogen in the ball-of, 170-300AMU range shown for flow W + and WF x + (x = 1, 2, 3, 4, 5 and 6) for B+, F+, HF+, BF+, BF2+ and W++ ions by an inset spectrum segment representing the beam current values for the ions. This is a graph comparing the beam spectrum of the beam current in milliamps as a function of the atomic mass unit (AMU) value showing the beam current value.
5 is a graph of 0 to shown in milliamps as a function of the 0.6 H 2/11 BF 3 volume ratio of F +, HF +, W +, and WF + beam current, wherein for data for each of the ionic species is F + diamond symbol ( ◆), HF+ is indicated by a circular dot symbol (●), W+ is indicated by a square symbol (■), and WF+ is indicated by a triangle symbol (▲). The boron trifluoride used to generate these data was substantially pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 .
6 is shown in milliamps as a function of 0 to 0.6 H 2/11 BF 3 volume ratio of, F +, as a normalized graph corresponding to the HF +, W +, and WF + beam current, where x is in the H 2 / BF 3 ratio And the F+, HF+, W+, and WF+ beam currents were normalized to the B+ beam current, where the data for each ionic species is a diamond symbol (◆) for F+, a circular dot symbol (●), and W+ for HF+. Is indicated by a square symbol (■) and for WF+ by a triangle symbol (▲).
Figure 7 shows B+, F+, HF+, BF+, by inset spectral segments representing beam current values for W+ and WF x + (x = 1, 2, 3, 4, 5 and 6) ions in the 170-300 AMU range. A comparison graph of the beam spectrum of the beam current in milliamps as a function of atomic mass unit (AMU) values showing the beam current values for BF2+ and W++ ions, where the ion implantation system is substantially non-hydrogenated in both cases. Using pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 , it was tuned for the B+ ion implantation species in the first run and the BF 2 + ion implantation species in the second run.
Figure 8 shows B+, F+, HF+, BF+, by inset spectral segments representing beam current values for W+ and WF x + (x = 1, 2, 3, 4, 5 and 6) ions in the 170-300 AMU range. A beam spectrum comparison graph of the beam current in milliamps as a function of atomic mass unit (AMU) values showing beam current values for BF2+ and W++ ions, wherein the ion implantation system is substantially non-hydrogenated in the first run. Pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 was used for B+ ion implantation species (green spectrum) and substantially pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 hydrogenated in the second run in the second run was used. and BF 2 + ion implantation was adjusted for the kinds (red spectrum; the H 2/11 BF 3 optimization of volume ratio 0.05).
Figure 9 is B+, F+, HF+, BF+, by inset spectral segments representing beam current values for W+ and WF x + (x = 1, 2, 3, 4, 5 and 6) ions in the 170-300 AMU range. A beam spectrum comparison graph of the beam current in milliamps as a function of atomic mass unit (AMU) values showing beam current values for BF2+ and W++ ions, wherein the ion implantation system is substantially non-hydrogenated in the first run. Pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 was used for B+ ion implantation species (green spectrum) and substantially pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 hydrogenated in the second run in the second run was used. and BF 2 + ion implantation was adjusted for the kinds (red spectrum; the H 2/11 BF 3 optimization of volume ratio 0.05).
10 is a graph showing the change in cathode weight per hour plotted against the volume percent of hydrogen gas having B+ implanted ions.
11 is a graph showing the change in anti-cathode mass per hour plotted against the volume percent of hydrogen gas having B+ implanted ions.
12 is a graph showing the change in cathode weight per hour plotted against the volume percent of hydrogen gas having BF 2 + implanted ions.
13 is a graph showing the change in anti-cathode mass per hour plotted against the volume percent of hydrogen gas with BF 2 + implanted ions.
The invention can be applied to various modifications and alternative forms, but the details thereof will be shown by way of example in the drawings and will be described in detail. However, it is to be understood that it is not intended to limit aspects of the invention to the specific exemplary embodiments described. Conversely, it is intended to cover all modifications, equivalents and alternatives that fall within the spirit and scope of the present invention.

다음의 상세한 설명은 도면을 참조하여 읽혀져야 하며, 상이한 도면에서 유사한 요소에는 동일한 번호가 매겨져 있다. 상세한 설명 및 도면(반드시 축척된 것은 아님)은 예시적인 실시양태를 도시하며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 도시된 예시적인 실시양태는 단지 예로서 의도된다. 임의의 예시적인 실시양태의 선택된 특징은, 명확하게 달리 언급되지 않는 한 추가의 실시양태에 통합될 수 있다.The following detailed description should be read with reference to the drawings, and similar elements in different drawings are numbered the same. The detailed description and drawings (not necessarily to scale) illustrate exemplary embodiments and are not intended to limit the scope of the invention. The illustrated exemplary embodiments are intended as examples only. Selected features of any exemplary embodiment may be incorporated into further embodiments, unless expressly stated otherwise.

본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 단수 형태는, 문맥에 달리 명시되지 않는 한 복수 대상을 포함한다.The singular form used in this specification and the appended claims includes the plural subject unless the context specifies otherwise.

본원에서 사용되는, 유체 저장 및 분배 용기에 관한 "압력-조절식"이라는 용어는, 이러한 용기가, 상기 용기의 내부 용적부 및/또는 상기 용기의 밸브 헤드 내에 배치된 적어도 하나의 압력 조절기 장치, 설정 압력 밸브 또는 진공/압력 활성화 체크 밸브를 갖는다는 것을 의미하고, 이때 각각의 압력 조절 장치는, 상기 압력 조절 장치의 바로 하류의 유체 유동 경로에서의 유체 압력에 반응하고, 상기 압력 조절기 장치의 상류의 보다 높은 유체 압력에 대한 특정한 하류 감압 조건에서 개방되어 유체 유동을 가능게 하고, 이런 개방 이후에 상기 압력 조절기 장치로부터 배출된 유체의 압력을 특정 또는 "설정 점" 압력 수준으로 유지하도록 작동하도록 개조된다.As used herein, the term “pressure-controlled” for fluid storage and dispensing vessels means that such vessels are at least one pressure regulator device disposed within the inner volume of the vessel and/or within the valve head of the vessel, Means to have a set pressure valve or a vacuum/pressure activated check valve, wherein each pressure regulating device responds to the fluid pressure in the fluid flow path immediately downstream of the pressure regulating device, and upstream of the pressure regulating device. Open at a specific downstream decompression condition for the higher fluid pressure of the unit to allow fluid flow and, after such opening, is adapted to operate to maintain the pressure of the fluid discharged from the pressure regulator device at a specific or “set point” pressure level. do.

본 발명은, 기판에 주입하기 위한 이온성 붕소 화학 종을 생성시키기 위한 이온 주입에 유용성을 갖는, 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물 및 관련 방법 및 장치에 관한 것으로, 이때 고효율 이온 주입은 반도체 장치, 평면 패널 디스플레이 및 태양광 패널과 같은 제품의 제조에서 수행된다. 본 발명의 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소 조성물은 텅스텐 및 불화 텅스텐 이온성 종을 포함하는 원하지 않는 빔 성분의 양을 실질적으로 감소시키면서, 높은 붕소 이온 빔 전류가 유지되도록 하여 캐쏘드의 수명을 연장시킬 수 있게 함으로써 동위원소-풍부한 삼불화 붕소의 사용에 의해 얻어지는 고효율을 향상시키고, 예를 들어 캐쏘드 재-금속화 및 교체와 관련하여 이온 주입 장비에 의해 요구되는 유지 보수(maintenance)를 감소시킨다.The present invention relates to a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition and related methods and apparatus having utility in ion implantation to generate ionic boron species for implantation into a substrate. In this case, high-efficiency ion implantation is performed in the manufacture of products such as semiconductor devices, flat panel displays, and solar panels. The hydrogenated isotope-rich boron trifluoride composition of the present invention substantially reduces the amount of undesired beam components including tungsten and tungsten fluoride ionic species, while maintaining a high boron ion beam current to increase the lifetime of the cathode. By making it possible to extend, the high efficiency obtained by the use of isotope-rich boron trifluoride is improved, and the maintenance required by the ion implantation equipment is reduced, for example in connection with cathode re-metallization and replacement. Let it.

본 발명의 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소 조성물은 다양한 실시양태에서, 본 명세서에 다양하게 개시된 삼불화 붕소 및 수소 성분을 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나, 이들로 이루어질 수 있다. 성분, 부품 또는 서브어셈블리를 포함하는 것으로 기술된 본원에 개시된 임의의 조성물, 방법 및 장치에서, 그러한 조성물, 방법 및 장치의 다른 실시양태는, 적용가능하게 이러한 성분, 부품 또는 어셈블리로 이루어지거나, 이들로 본질적으로 이루어진 상태로 사용될 수 있음을 이해할 것이다.The hydrogenated isotope-rich boron trifluoride compositions of the present invention may, in various embodiments, comprise, consist essentially of, or consist of boron trifluoride and hydrogen components variously disclosed herein. In any of the compositions, methods and devices disclosed herein described as comprising a component, part or subassembly, other embodiments of such compositions, methods and devices, as applicable, consist of, or consist of such components, parts or assemblies, or It will be understood that can be used in an essentially accomplished state.

일 실시양태에서, 본 발명은 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물에 관한 것으로서, 이는 (i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및 (ii) 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2 내지 6.99 부피%의 양의 수소를 포함한다.In one embodiment, the present invention relates to a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition, wherein (i) boron of atomic mass 11 ( 11 B) is more isotope than its natural abundance. Boron trifluoride enriched, and (ii) hydrogen in an amount of 2 to 6.99% by volume, based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition.

본 발명의 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물의 다양한 실시양태에서, 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소는, 80.1%, 85%, 88%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.9%, 99.99%, 99.995%, 및 99.999%로 이루어진 군으로부터 선택된 풍부 수준을 초과하여 동위원소 풍부할 수 있다.In various embodiments of the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition of the present invention, boron trifluoride having an atomic mass of 11 boron ( 11 B) than its natural abundance is 80.1 %, 85%, 88%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.9%, 99.99%, 99.995%, and 99.999% So it can be rich in isotopes.

본 발명의 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물의 다른 실시양태에서, 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소는, 81 내지 85 %, 85 내지 90 %, 90 내지 95 %, 95 내지 99 % 및 95 내지 100 %로 이루어진 군으로부터 선택된 범위에서의 풍부 수준에서 동위원소 풍부할 수 있다 In another embodiment of the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition of the present invention, boron trifluoride having an atomic mass of 11 boron ( 11 B) isotopically-rich than its natural abundance is 81 To 85%, 85 to 90%, 90 to 95%, 95 to 99%, and 95 to 100%.

본 발명의 다양한 실시양태에서, 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소는 100 % 동위원소 풍부하다.In various embodiments of the present invention, boron trifluoride, which has an atomic mass of 11 boron ( 11 B) than its natural abundance, is 100% isotope rich.

한 양태에서, 본 발명은 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물에 관한 것으로서, 이는 (i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 99 % 초과량으로 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및 (ii) 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 5 부피%의 양의 수소를 포함한다.In one aspect, the present invention relates to a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition, which (i) has an atomic mass of 11 boron ( 11 B) in excess of 99% isotope- Boron trifluoride enriched, and (ii) hydrogen in an amount of 5 vol% based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition.

또 다른 양태에서, 본 발명은 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물에 관한 것으로서, 이는 (i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및 (ii) 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2 내지 6.99 부피%의 양의 수소로 본질적으로 이루어진다.In another aspect, the present invention relates to a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition, wherein (i) boron with an atomic mass of 11 ( 11 B) is more isotope than its natural abundance. It consists essentially of rich boron trifluoride, and (ii) hydrogen in an amount of 2 to 6.99% by volume, based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition.

전술한 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물의 다양한 실시양태에서, 수소는, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2 내지 6.5 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2.5 내지 6.25 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 3 내지 6 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 4 내지 6 부피% 범위, 또는 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 5 부피%의 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있고, 상기 특정 양 또는 사용된 상기 범위는 특정 적용례에 대해 원하는 수준의 작동 성능 또는 향상을 달성하도록 선택될 수 있음이 이해된다.In various embodiments of the aforementioned hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition, hydrogen ranges from 2 to 6.5% by volume, based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, wherein From 2.5 to 6.25% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, from 3 to 6% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, of boron trifluoride and hydrogen in the composition It can be present in any suitable amount ranging from 4 to 6% by volume based on the total volume, or 5% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, the specific amount or the range used It is understood that it may be selected to achieve a desired level of operational performance or improvement for the application.

본 발명의 추가의 양태는, 본원에 개시된 본 발명의 다양한 실시양태에 따른 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 보유하는 가스 저장 및 분배 용기를 포함하는 붕소 도펀트 가스 조성물 공급 패키지에 관한 것이다.A further aspect of the present invention is a boron dopant gas comprising a gas storage and distribution vessel containing a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition according to various embodiments of the present invention disclosed herein. It relates to a composition supply package.

이러한 공급 패키지는, 상기 가스 저장 및 분배 용기가 내부형 압력-조절식 가스 저장 및 분배 용기를 포함하여 구성될 수 있으며, 예를 들어 상기 내부형 압력-조절식 가스 저장 및 분배 용기는, 패키지의 분배 작용에서 가스가 유동하는, 내부에 배치된 일련의 가스 압력 조절기(예를 들어, 아대기압에서 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 분배하기 위해 사용될 수 있음)를 포함할 수 있다. 다르게는, 내부형 압력-조절식 가스 저장 및 분배 용기는 대기압 내지 초대기압, 예를 들어 대기압 내지 200 psig (1.38 메가파스칼(MPa)) 범위, 또는 저 초대기압 범위, 예를 들어, 10 psig (0.069 MPa) 내지 200 psig (1.38 MPa) 또는 다른 실시양태에서 50 psig (0.0345 MPa) 내지 150 psig (1.034 MPa)에서의 적절한 압력 수준에서 도펀트 소스 가스 조성물을 전달하도록 구성될 수 있다.Such a supply package, wherein the gas storage and distribution container may be configured to include an internal pressure-controlled gas storage and distribution container, for example the internal pressure-controlled gas storage and distribution container of the package A series of gas pressure regulators disposed therein, through which the gas flows in the dispensing action (for example, can be used to dispense a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition at subatmospheric pressure) It may include. Alternatively, the internal pressure-controlled gas storage and distribution vessel may be in the range of atmospheric pressure to superatmospheric pressure, for example atmospheric pressure to 200 psig (1.38 megapascals (MPa)), or in the low superatmospheric pressure range, e. 0.069 MPa) to 200 psig (1.38 MPa) or in other embodiments 50 psig (0.0345 MPa) to 150 psig (1.034 MPa) at an appropriate pressure level.

본 발명은, 본 명세서에 다양하게 기술된 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 이온화하여 붕소-함유 이온성 주입 종을 생성하는 단계 및 이러한 붕소-함유 주입 종을 기판에 주입하는 단계를 포함하는 붕소-주입된 기판을 형성하는 방법을 추가로 고려한다. 붕소-함유 이온성 주입 종은 임의의 적합한 유형일 수 있으며, 예를 들어 B+, B++, B+++, BF2+, BF2++ 또는 임의의 다른 유리한 붕소 주입 종을 포함할 수 있다.The present invention provides the steps of ionizing a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition variously described herein to produce a boron-containing ionic implanted species, and the boron-containing implanted species. Further contemplated is a method of forming a boron-implanted substrate comprising implanting into the substrate. Boron-containing ionic species may be a type injecting any suitable, for example, may include B +, B ++, B +++ , BF 2 +, BF 2 ++ , or any other advantageous injecting boron species.

본 발명의 또 다른 양태는, 다양하게 본원에 기재된 본 발명에 따른 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 이온 주입 시스템의 이온 소스 챔버에 도입하는 단계, 및 상기 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을, 붕소 이온 주입을 위한 붕소-함유 주입 종을 발생시키기 위해 이온 소스 챔버에서 이온화하는 단계를 포함하는 붕소 이온 주입 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 붕소-함유 주입 종의 빔을 생성하는 단계, 및 내부에 붕소-함유 주입 종을 주입하기 위해 상기 빔을 기판으로 보내는 단계를 더 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 방법은, 기판에 이온 주입을 위해 붕소-함유 주입 종에 기판을 노출시키는 것을 포함할 수 있으며, 이때 이러한 노출은 임의의 적절한 공정 또는 기술, 예컨대 플라즈마-보조 이온 주입, 질량 분석기에 의한 빔라인 주입, 질량 분석기를 사용하지 않는 빔라인 주입, 플라즈마 침지 등을 포함한다.Another aspect of the invention is the steps of introducing a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition according to the invention variously described herein into an ion source chamber of an ion implantation system, and the hydrogenation. An isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition is directed to a boron ion implantation method comprising the step of ionizing in an ion source chamber to generate a boron-containing implant species for boron ion implantation. The method may further include generating a beam of boron-containing implanted species, and sending the beam to a substrate to implant the boron-containing implanted species therein. Alternatively, the method may include exposing the substrate to a boron-containing implanted species for ion implantation into the substrate, wherein such exposure may be performed by any suitable process or technique, such as plasma-assisted ion implantation, mass spectrometry. It includes beamline injection by means of, beamline injection without using a mass analyzer, and plasma immersion.

상술한 방법은, 반도체 제품, 평면-패널 디스플레이 제품 및 태양광 패널 제품으로 이루어진 군에서 선택된 제품의 제조 방법에서 수행될 수 있다.The above-described method may be performed in a method of manufacturing a product selected from the group consisting of a semiconductor product, a flat-panel display product, and a solar panel product.

추가 양태에서 본 발명은, 이온 주입 시스템에서의 사용을 위해, 본원에 개시된 다양한 실시양태에 따른 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 보유하는 가스 저장 및 분배 용기를 포함하는 붕소 도펀트 가스 조성물 공급 패키지를 제공하는 것을 포함하는, 이온 주입 시스템의 작동을 향상시키는 방법에 관한 것이다.In a further aspect the present invention provides a gas storage and distribution vessel containing a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition according to various embodiments disclosed herein, for use in an ion implantation system. It relates to a method of improving the operation of an ion implantation system, comprising providing a boron dopant gas composition supply package comprising.

본 발명의 또 다른 양태는, 텅스텐 캐쏘드를 갖는 붕소 이온 주입 시스템에서 텅스텐 캐쏘드 부식을 감소시키는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 본원에 개시된 다양한 실시양태에 따른 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물의 이온화에 의해 상기 시스템에서 붕소 이온 주입을 위한 붕소 주입 종을 생성하는 것을 포함한다.Another aspect of the present invention relates to a method for reducing tungsten cathode corrosion in a boron ion implantation system having a tungsten cathode, the method comprising hydrogenated isotope-rich trifluoride according to various embodiments disclosed herein. And generating boron implanted species for implantation of boron ions in the system by ionization of the boron (BF 3 ) dopant source gas composition.

본 발명의 또 다른 양태는, 붕소 이온 주입 시스템에서의 사용을 위해 본원에 개시된 다양한 실시양태에 따른 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 포함하는 붕소 도펀트 소스 가스 조성물을 공급하는 것을 포함하는, 붕소 이온 주입 시스템의 작동 성능을 향상시키는 방법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention is a boron dopant source gas composition comprising a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition according to various embodiments disclosed herein for use in a boron ion implantation system. It relates to a method of improving the operating performance of a boron ion implantation system comprising supplying.

추가의 양태에서, 본 발명은, 붕소 이온 주입 시스템에서 본원에 개시된 다양한 실시양태에 따른 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 포함하는 붕소 도펀트 소스 가스 조성물로부터 붕소 주입 종을 생성시키는 것을 포함하는, 붕소 이온 주입 시스템의 작동 성능을 향상시키는 방법에 관한 것이다.In a further aspect, the present invention provides boron implantation from a boron dopant source gas composition comprising a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition according to various embodiments disclosed herein in a boron ion implantation system. It relates to a method of improving the operational performance of a boron ion implantation system comprising generating species.

따라서, 본 발명은 붕소의 이온 주입을 위한 수소/풍부화된 삼불화 붕소 도펀트 소스 가스 조성물을 고려하며, 여기서 상기 조성물은, F+, W+ 및 WFx+ 빔 성분의 생성이 놀라울 정도로 효과적으로 감소되면서 빔 전류 감소가 매우 낮은 수준, 예를 들어, 붕소 이온 빔 전류의 0 % 내지 8 % 감소 범위로 유지되는 조성 범위로서 2 내지 6.99 부피%의 수소를 함유한다. 붕소 이온 빔 전류의 감소는, 수소 부재 하에서의 붕소 이온 빔 전류에 대해 선택된 양으로 수소가 도펀트 가스에 존재할 때의 붕소 이온 빔 전류를 비교함으로써 결정될 수 있다. 따라서, 본 발명의 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소 조성물은, 텅스텐 및 불화 텅스텐 이온성 종을 포함하는 원하지 않는 빔 성분의 양을 실질적으로 감소시키면서 높은 붕소 이온 빔 전류를 유지시켜, 캐쏘드의 소스 수명을 상당히 연장시킬 수 있어서, 동위원소-풍부한 삼불화 붕소를 사용함으로써 얻어지는 고효율을 향상시키고, 예를 들어 캐쏘드 재-금속화 및 교체와 관련하여 이온 주입 장치에 의해 요구되는 유지 보수를 대폭 감소시킬 수 있다.Thus, the present invention contemplates a hydrogen/enriched boron trifluoride dopant source gas composition for ion implantation of boron, wherein the composition is a beam with surprisingly effective reduction in the generation of F+, W+ and WF x + beam components. It contains 2 to 6.99% by volume of hydrogen as a composition range in which the current reduction is maintained at a very low level, for example 0% to 8% reduction of the boron ion beam current. The reduction of the boron ion beam current can be determined by comparing the boron ion beam current when hydrogen is present in the dopant gas in an amount selected for the boron ion beam current in the absence of hydrogen. Thus, the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride composition of the present invention maintains a high boron ion beam current while substantially reducing the amount of unwanted beam components including tungsten and tungsten fluoride ionic species, thereby The source life can be significantly extended, improving the high efficiency obtained by using isotope-rich boron trifluoride, and significantly reducing the maintenance required by the ion implantation device, for example with regard to cathode re-metallization and replacement. Can be reduced.

또 다른 양태에서 본 발명은, 캐쏘드를 포함하는 붕소 도핑 이온 주입 시스템의 빔 안정성 및 이온 소스 수명을 향상시키는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은, 붕소 도펀트 소스 가스 조성물을 붕소 도핑 이온 주입 시스템의 이온 소스 챔버에 도입하는 단계, 상기 붕소 도핑 이온 주입 시스템을 작동시켜 상기 이온 소스 챔버 내에서 상기 붕소 도펀트 소스 가스 조성물을 이온화시키고, 붕소 도펀트 종의 빔을 생성시켜, 이를 이온 주입 시스템 내의 기판으로 보내어 이온 주입 시스템 내의 기판을 붕소 도펀트 종으로 붕소 도핑시키는 단계를 포함하고, 이때 상기 도펀트 소스 가스 조성물은 (i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및 (ii) 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2 내지 6.99 부피%의 양의 수소를 포함하고, 이때, 그러한 작동 동안 캐쏘드의 중량 변화(성장 또는 손실)는 다른 수소 농도와 관련하여 최소화된다. 이러한 방법에서, 이온 소스 챔버는 텅스텐을 포함하는 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 캐쏘드는 텅스텐 필라멘트를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한 바이어스 전력 및 필라멘트 전류의 변화를 최소화한다. 따라서, 수소의 존재 없이 동위원소-풍부한 삼불화 붕소를 이용하여 달성할 수 있는 것보다 안정한 빔 조건 및 보다 긴 소스 수명에 대한 이점을 제공할 것이다. 일부 실시양태에서, 수소는 전술된 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물 중에, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2 내지 6.5 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2.5 내지 6.25 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 3 내지 6 부피% 범위, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 4 내지 6 부피% 범위, 또는 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 5 부피%의 양으로 존재할 수 있다.In another aspect, the present invention relates to a method of improving the beam stability and ion source lifetime of a boron doped ion implantation system including a cathode, wherein the method comprises: a boron dopant source gas composition and a boron doped ion implantation system. Introducing into a source chamber, by operating the boron doped ion implantation system to ionize the boron dopant source gas composition in the ion source chamber, to generate a beam of boron dopant species, and send it to a substrate in the ion implantation system to ions Boron doping the substrate in the injection system with a boron dopant species, wherein the dopant source gas composition comprises: (i) boron trifluoride in which an atomic mass of 11 boron ( 11 B) is isotope-rich than its natural abundance, and (ii) hydrogen in an amount of 2 to 6.99% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, wherein the weight change (growth or loss) of the cathode during such operation is different from the hydrogen concentration Is minimized in relation to In this way, the ion source chamber may contain a component comprising tungsten, for example the cathode may comprise a tungsten filament. This method also minimizes variations in bias power and filament current. Thus, it would provide an advantage for more stable beam conditions and longer source lifetime than achievable with isotope-rich boron trifluoride without the presence of hydrogen. In some embodiments, hydrogen is in the range of 2 to 6.5% by volume, based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, in the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition described above, wherein From 2.5 to 6.25% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, from 3 to 6% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition, of boron trifluoride and hydrogen in the composition It may be present in the range of 4 to 6% by volume based on the total volume, or in an amount of 5% by volume, based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition.

이제 도면을 참조하면, 도 1은 압력-조절식 유체 저장 및 분배 용기를 포함하는 예시적인 유체 공급 패키지 (200)의 개략적인 단면도로서, 여기서 본 발명의 수소화된 농축 삼불화 붕소 도펀트 소스 가스 조성물이 조성물의 저장 및 분배를 위해 제공될 수 있다. 루핑 왕(Luping Wang) 등에게 허여된 미국 특허 제 6,101,816 호, 6,089,027 호 및 제 6,343,476 호에 기재되고 상표 VAC로 엔테그리스 인코포레이티드(미국 메사추세츠주 빌레리카 소재)로부터 시판되는 가스 공급 용기가 하나의 예이고, 이때 하나 이상의 가스 압력 조절기는 가스 공급 용기의 내부 용적부에 배치되어, 저압 소스 가스 조성물이 이온 주입을 위한 이온성 종을 생성하기 위해 사용되는 이온 주입과 같은 적용례를 위해, 저압, 예를 들어, 아대기압에서 대응하는 저압에서 작동되는 장치에서 가스의 분배를 제공할 수 있다.Referring now to the drawings, FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an exemplary fluid supply package 200 comprising a pressure-controlled fluid storage and dispensing vessel, wherein the hydrogenated concentrated boron trifluoride dopant source gas composition of the present invention is It can be provided for storage and distribution of the composition. One gas supply vessel described in US Pat. Wherein the one or more gas pressure regulators are disposed in the interior volume of the gas supply vessel so that the low pressure source gas composition is used to generate ionic species for ion implantation, for applications such as ion implantation, low pressure, For example, it can provide for the distribution of gas in a device operating at a corresponding low pressure in subatmospheric pressure.

유체 공급 패키지 (200)는 용기의 내부 용적부 (218)를 공동으로 둘러싸는 원통형 측벽 (214) 및 플로어 (216)를 포함하는 유체 저장 및 분배 용기 (212)를 포함한다. 측벽 및 플로어는 보관 및 분배 용도로 용기에서 유지되는 압력 수준에 적절한, 임의의 적합한 제조 물질, 예컨대 금속, 가스-불투과성 플라스틱, 섬유-수지 복합 재료 등의 적절한 재료로 형성될 수 있다.The fluid supply package 200 includes a fluid storage and dispensing container 212 comprising a floor 216 and a cylindrical side wall 214 that jointly surrounds an interior volume 218 of the container. The sidewalls and floors can be formed from any suitable manufacturing material, such as metal, gas-impermeable plastic, fiber-resin composite material, or the like, suitable for the pressure level maintained in the container for storage and distribution purposes.

그의 상부 단부 (220)에서, 용기는, 목부 (221)의 내 측벽 (223)에 의해 구속된 포트 개구 (222)를 한정하는 목부 (221)를 특징으로 한다. 내 측벽 (223)은, 밸브 바디 (226)를 포함하는 밸브 헤드 (225)와 쓰레딩(threading)되거나, 다르게는 결합가능하게 맞물리도록 상보적으로 구성될 수 있고, 상기 밸브 바디 (226)는 상보적으로 쓰레딩되거나, 다르게는 이러한 맞물림(engagement)을 위해 구성될 수 있다.At its upper end 220, the container features a neck 221 defining a port opening 222 constrained by an inner side wall 223 of the neck 221. The inner side wall 223 may be threaded with the valve head 225 including the valve body 226, or may be otherwise configured to be complementary to engageably engage, and the valve body 226 is complementary. It can be threaded separately, or otherwise configured for this engagement.

이와 같은 방식으로, 밸브 헤드 (225)는, 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 원하는 저장 조건에서 내부 용적부 (218)에 보유하기 위해 누설-밀폐(leak-tight) 방식으로 용기 (212)와 맞물린다.In this manner, the valve head 225 is leak-tight to retain the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition in the interior volume 218 at the desired storage conditions. tight) manner with the container 212.

밸브 헤드 바디 (226)에는 용기 (212)로부터 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물의 분배를 위한 중앙 수직 통로 (228)가 형성되어 있다. 중앙 수직 통로 (228)는, 도시된 바와 같이 유체 배출 포트 (229)의 유체 배출 통로 (230)와 연통한다.The valve head body 226 is defined with a central vertical passage 228 for distribution of the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition from the vessel 212. The central vertical passage 228 communicates with the fluid discharge passage 230 of the fluid discharge port 229 as shown.

밸브 헤드 바디는 밸브의 선택적 수동 또는 자동 개방 또는 폐쇄를 위해 밸브 액추에이터 (238)(핸드 휠 또는 공압 액추에이터)와 결합되는 밸브 요소 (227)를 포함한다. 이러한 방식으로, 밸브 액추에이터가 개방되어 중앙 수직 통로 (228)를 통해 유체 배출 포트 (229)로 가스를 유동시킬 수 있거나, 또는 다르게는, 밸브 액추에이터를 물리적으로 폐쇄하여, 분배 작동 중에 중앙 수직 통로 (228)로부터 유체 배출 포트 (229)로의 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물의 유동을 중단시킬 수 있다.The valve head body includes a valve element 227 that is coupled with a valve actuator 238 (hand wheel or pneumatic actuator) for selective manual or automatic opening or closing of the valve. In this way, the valve actuator can be opened to flow gas through the central vertical passage 228 to the fluid outlet port 229, or alternatively, physically close the valve actuator, so that the central vertical passage ( Flow of the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition from 228 to the fluid outlet port 229 can be stopped.

따라서, 밸브 액추에이터는 수동 액추에이터, 공압 액추에이터, 전기기계 액추에이터 등 또는 밸브 헤드 내의 밸브를 개폐하기 위한 임의의 다른 적합한 장치와 같은 다양한 적합한 유형 중 임의의 것일 수 있다.Thus, the valve actuator may be any of a variety of suitable types, such as a manual actuator, a pneumatic actuator, an electromechanical actuator, or the like, or any other suitable device for opening and closing a valve in the valve head.

따라서, 밸브 요소 (227)는, 조절기의 하류에 배치되어, 상기 용기로부터 분배된 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물이 밸브 요소 (227)를 포함하는 유동 제어 밸브를 통해 유동하기 전에 조절기를 통해 유동한다.Thus, the valve element 227 is a flow control valve in which the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition dispensed from the vessel comprises a valve element 227 disposed downstream of the regulator. It flows through the regulator before flowing through.

밸브 헤드 바디 (226)는 또한 그 상단에서 충전 포트 (234)와 연통하도록 형성된 충전 통로 (232)를 포함한다. 충전 포트 (234)는, 충전 포트 캡 (236)에 의해 캡핑된 상태로 도 1에 도시되어 있으며, 용기를 채우고 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물의 저장 및 분배를 위한 사용에 위치될 때에 오염이나 손상으로부터 충전 포트를 보호한다.The valve head body 226 also includes a filling passage 232 formed to communicate with the filling port 234 at its top. Fill port 234 is shown in Figure 1, capped by fill port cap 236, fills the container and stores and distributes hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition. Protects the charging port from contamination or damage when placed in use for.

그 하단에서의 충전 통로는, 도시된 바와 같이 그 바닥면에서 밸브 헤드 바디 (226)를 나간다. 충전 포트 (234)가 용기에 함유되는 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물의 소스와 결합될 때, 가스는 충전 통로를 통해 용기 (212)의 내부 용적부 (218)로 유동할 수 있다.The filling passage at its bottom exits the valve head body 226 at its bottom surface, as shown. When the filling port 234 is coupled with the source of the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition contained in the vessel, the gas flows through the filling passageway to the internal volume 218 of the vessel 212 ) Can flow.

상부 입자 필터 (239)를 내부에 포함하는 연장관 (240)이 밸브 헤드 바디 (226)의 하단부에 결합된다. 상부 조절기 (242)는 연장관 (240)의 단부에 장착된다. 상부 조절기 (242)는, 임의의 적합한 방식으로 예를 들어 연장관의 하단부에 내부 쓰레딩을 제공함에 의해 연장관 하단에 고정되며, 여기서 조절기 (242)는 쓰레딩식으로 맞물릴 수 있다.An extension pipe 240 including an upper particle filter 239 therein is coupled to the lower end of the valve head body 226. The upper regulator 242 is mounted at the end of the extension tube 240. The upper regulator 242 is secured to the bottom of the tube in any suitable manner, for example by providing internal threading at the bottom of the tube, where the regulator 242 can be threadedly engaged.

대안적으로, 상부 조절기는 압축 피팅(compression fitting) 또는 다른 누설-밀폐 진공 및 압력 피팅에 의해 연장관의 하단부에 결합되거나, 예를 들어 용접, 브레이징(brazing), 솔더링(soldering), 용융-결합에 의해, 또는 적절한 기계적 결합 수단 및/또는 방법 등에 의해 결합될 수 있다.Alternatively, the upper regulator is coupled to the lower end of the extension tube by a compression fitting or other leak-tight vacuum and pressure fitting, or for example welding, brazing, soldering, melt-bonding. By, or by suitable mechanical bonding means and/or methods.

상부 조절기 (242)는, 도시된 바와 같이 하부 조절기 (260)와 직렬 관계로 배치된다. 이러한 목적을 위해, 상부 및 하부 조절기는 상부 조절기 (242)의 하부 연장 부 상에 쓰레딩을 포함하는 상보적인 쓰레딩, 및 하부 조절기 (260)의 상부 연장 부와 결합가능하게 맞물릴 수 있는 쓰레딩에 의해 서로 쓰레딩식으로 맞물릴 수 있다.The upper regulator 242 is disposed in series relationship with the lower regulator 260 as shown. For this purpose, the upper and lower regulators are provided by complementary threading comprising threading on the lower extension of the upper regulator 242, and threading engageably engageable with the upper extension of the lower regulator 260. They can be threaded together.

대안적으로, 상부 및 하부 조절기는 예를 들어 결합 또는 피팅 수단, 접착 결합, 용접, 브레이징, 솔더링 등과 같은 임의의 적절한 방식으로 서로 결합될 수 있거나, 상부 및 하부 조절기는 이중 조절기 어셈블리의 구성 요소로서 일체로 구성될 수 있다.Alternatively, the upper and lower regulators may be coupled to each other in any suitable manner, for example by means of bonding or fitting, adhesive bonding, welding, brazing, soldering, etc., or the upper and lower regulators may be used as components of a dual regulator assembly. It can be configured integrally.

이의 하단부에서, 하부 조절기 (260)는 고효율 입자 필터 (246)에 결합된다.At its lower end, a lower regulator 260 is coupled to a high efficiency particle filter 246.

고효율 입자 필터 (246)는, 장치의 작동에서 조절기 및 밸브를 통해 유동하는 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물에 존재할 수 있는 미립자 또는 다른 오염 종으로부터 조절기 요소 및 밸브 요소 (227)의 오염을 방지하는 역할을 한다.The high-efficiency particle filter 246 comprises regulator elements and valves from particulates or other contaminating species that may be present in the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition flowing through the regulator and valve in operation of the device. It serves to prevent contamination of element 227.

도 1에 도시된 실시양태는 또한, 추가 미립자 제거 능력을 제공하고 분배된 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스의 고순도를 보장하기 위해 연장관 (240)에 배치된 고효율 입자 필터 (239)를 갖는다.The embodiment shown in FIG. 1 also provides high efficiency particles disposed in the extension tube 240 to provide additional particulate removal capability and ensure the high purity of the distributed hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas. It has a filter 239.

바람직하게는, 조절기는 그것과 직렬 흐름 관계에 있는 적어도 하나의 입자 필터를 갖는다. 바람직하게는, 도 1의 실시양태에 도시된 바와 같이, 시스템은 용기 내부 용적부 (218)로부터 유체 배출 포트 (229)로의 유체 유동 경로에서, 조절기(들)의 하류에 있는 입자 필터뿐만 아니라 조절기(들)의 상류에 있는 입자 필터를 포함한다. Preferably, the regulator has at least one particle filter in series flow relationship with it. Preferably, as shown in the embodiment of FIG. 1, the system includes a particle filter downstream of the regulator(s) as well as a regulator in the fluid flow path from the vessel interior volume 218 to the fluid outlet port 229. Includes a particle filter upstream of (s).

따라서, 도 1의 실시양태의 밸브 헤드 (225)는 2-포트(하나의 포트는 가스 충진 포트 (234)이고 다른 포트는 가스 배출 포트 (229)임) 밸브 헤드 어셈블리를 제공한다.Thus, the valve head 225 of the embodiment of FIG. 1 provides a two-port (one port is a gas fill port 234 and the other port is a gas discharge port 229) valve head assembly.

도 1의 실시양태의 압력 조절기는, 각각 포펫-보유(poppet-retaining) 웨이퍼와 결합된 다이어프램 요소를 포함하는 유형의 것이다. 이어서, 웨이퍼는 출구 유체 압력을 정밀하게 제어하는 압력 감지 어셈블리의 일부로서 포펫 요소의 스템(stem)에 연결된다. 출구 압력이 설정 점 위로 약간 증가하면 압력 감지 어셈블리가 수축되고, 출구 압력이 약간 감소하면 압력 감지 어셈블리가 확장된다. 수축 또는 확장은 정밀 압력 제어를 제공하기 위해 포펫 요소를 변환하는(translate) 역할을 한다. 압력 감지 어셈블리는 유체 저장 및 분배 시스템의 주어진 적용례에 대해 사전 설정되거나 설정된 설정 점을 갖는다.The pressure regulators of the embodiment of FIG. 1 are of the type each comprising a diaphragm element associated with a poppet-retaining wafer. The wafer is then connected to the stem of the poppet element as part of a pressure sensing assembly that precisely controls the outlet fluid pressure. When the outlet pressure increases slightly above the set point, the pressure-sensing assembly contracts, and when the outlet pressure decreases slightly, the pressure-sensing assembly expands. The contraction or expansion serves to translate the poppet element to provide precise pressure control. The pressure sensing assembly has a preset or set set point for a given application of a fluid storage and dispensing system.

도시된 바와 같이, 내부에 유동 제어 장치 (268)를 포함하는 가스 배출 라인 (266)이 배출 포트 (229)와 결합된다. 이런 배치에 의해, 가스 배출 라인 내의 유동 제어 장치는, 저장 및 분배 용기로부터의 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물이 상류 (하부) 조절기 (260)를 통해, 이어서 하류 (상부) 조절기 (242)를 통해 배출 포트 (229)에 대한 밸브 헤드로 유동될 때에 유체 저장 및 분배 패키지 (200)의 분배 모드에서 개방되어 용기 (212)로부터 (예를 들어, 반도체 제조 플랜트, 평면-패널 디스플레이 제조 플랜트, 태양광 패널 제조 플랜트, 또는 이온 주입 장치가 기판 입자의 도핑을 위해 붕소용으로 배치되는 다른 공정 설비에서) 관련된 이온 주입 공정 설비 (270)로 가스를 유동시킨다. 유동 제어 장치 (268)는 임의의 적절한 유형일 수 있으며, 다양한 실시양태에서 질량 유동 제어기를 포함할 수 있다.As shown, a gas discharge line 266 comprising a flow control device 268 therein is coupled with a discharge port 229. With this arrangement, the flow control device in the gas discharge line allows the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition from the storage and distribution vessel to flow through the upstream (bottom) regulator 260 and then From the container 212 (e.g., a semiconductor manufacturing plant) opened in the dispensing mode of the fluid storage and dispensing package 200 when flowing through the downstream (upper) regulator 242 to the valve head for the discharge port 229 , A flat-panel display manufacturing plant, a solar panel manufacturing plant, or other processing facility in which an ion implantation device is arranged for boron for doping of the substrate particles) to the associated ion implantation process facility 270. The flow control device 268 can be of any suitable type, and in various embodiments can include a mass flow controller.

이러한 방식으로 분배된 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물은 조절기 (242)의 설정 점에 의해 결정되는 압력에서 존재할 것이다.The hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition distributed in this manner will be present at a pressure determined by the set point of the regulator 242.

도 1의 실시양태에서 조절기 (260) 및 조절기 (242)의 각각의 설정 점은 특정의 바람직한 붕소 이온 주입 최종 적용례를 수용하기 위해 임의의 적절한 값으로 선택되거나 미리 설정될 수 있다.The respective set points of regulator 260 and regulator 242 in the embodiment of FIG. 1 may be selected or preset to any suitable value to accommodate the particular preferred boron ion implantation end application.

예를 들어, 하부 (상류) 조절기 (260)는 약 20 psig 내지 약 2500 psig 범위의 설정 점을 가질 수 있다. 상부 (하류) 조절기 (242)는 하부 (상류) 조절기 (260)의 압력 설정 점보다 높은 설정 점, 예를 들어 약 1 torr 내지 2500 psig의 범위를 가질 수 있다.For example, the lower (upstream) regulator 260 can have a set point ranging from about 20 psig to about 2500 psig. The upper (downstream) regulator 242 can have a set point higher than the pressure set point of the lower (upstream) regulator 260, for example in the range of about 1 torr to 2500 psig.

예시적인 일 실시양태에서, 하부 (상류) 조절기 (260)는 약 100 psig 내지 약 1500 psig 범위인 설정 점 압력 값을 가지며, 상부 (하류) 조절기 (242)는 약 1 torr 내지 2500 psig의 범위의 설정 점 압력 값을 가지며, 이때 상기 하부 (상류) 압력 설정 점은 상기 상부 (하류) 조절기의 설정 점보다 높다.In one exemplary embodiment, the lower (upstream) regulator 260 has a set point pressure value ranging from about 100 psig to about 1500 psig, and the upper (downstream) regulator 242 has a range of about 1 torr to 2500 psig. It has a set point pressure value, where the lower (upstream) pressure set point is higher than the set point of the upper (downstream) regulator.

직렬 조절기 어셈블리에서 조절기의 설정 점은, 도 1에 도시된 바와 같은 2-조절기 어셈블리에서, 서로에 대해 임의의 적절한 비율로 설정될 수 있지만, 바람직한 실시에서의 상류 조절기는 유리하게는 하류 조절기의 설정 점 값(동일한 측정 압력 단위로 측정)의 두 배 이상인 압력 설정 점을 갖는다.The set point of the regulator in the series regulator assembly can be set at any suitable ratio relative to each other, in a two-regulator assembly as shown in FIG. 1, but the upstream regulator in a preferred implementation is advantageously the setting of the downstream regulator. It has a pressure set point that is at least twice the point value (measured in the same measuring pressure unit).

도 1의 실시양태에서, 하부 및 상부 조정기는 어느 한 단부에 미립자 필터를 갖는 조절기 어셈블리를 형성하도록 서로 동축으로 정렬된다. 이러한 배열의 결과로서, 용기 (212)로부터 분배 된 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물은 매우 높은 순도를 갖는다.In the embodiment of Figure 1, the lower and upper regulators are aligned coaxially with each other to form a regulator assembly with a particulate filter at either end. As a result of this arrangement, the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition dispensed from vessel 212 has a very high purity.

추가의 변형으로서, 미립자 필터는 분배될 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물에 존재하는 불순물 종(예를 들어, 용기 내의 가스의 반응 또는 분해로부터 유도된 분해 생성물)에 대해 선택적인 화학 흡착제로 코팅되거나 함침될 수 있다. 이러한 방식으로, 미립자 필터를 통해 유동하는 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물은 분배될 때 유동 경로를 따라 그 위치에서 정제된다.As a further variant, the particulate filter is a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source to be distributed impurity species present in the gas composition (e.g., decomposition products derived from the reaction or decomposition of the gas in the vessel) It may be coated or impregnated with a chemical adsorbent selective for In this way, the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition flowing through the particulate filter is purified in place along the flow path as it is dispensed.

도 1에 도시된 유형의 유체 저장 및 분배 시스템의 예시적인 일 실시양태에서, 용기 (212)는 3AA 2015 DOT 2.2 리터 실린더이다. 고효율 입자 필터 (246)는, 0.003 미크론 직경까지의 입자를 99.9999999 % 초과로 제거할 수 있는, 316L VAR/전기연마된 스테인리스 스틸 또는 니켈의 하우징 내에서 소결된 금속 여과 매질을 갖는 모트 코포레이션(Mott Corporation) (코네티컷주 파밍턴)에서 시판중인 가스쉴드(GasShield)TM 펜타(PENTA)TM 사용 시점(point-of-use) 유체 필터이다. 고효율 입자 필터 (239)는 모트 코포레이션 (코네티컷주 파밍턴)에서 시판중인 모드 스탠다드 6610-1/4 인라인 필터이다. 조절기는 HF 시리즈 스웨이지록(Swagelok)® 압력 조절기이며, 이때 상부 (하류) 조절기 (242)는 100 Torr 내지 100 psig 범위의 설정 압력을 가지며, 하부 (상류) 조절기 (260)는 100 psig 내지 1500 psig 범위의 설정 압력을 갖고, 이때 상기 (하류) 조정기 (260)의 설정 점 압력은 상부 (하류) 조정기 (242)의 설정 점 압력의 2 배 이상이다. 특정 실시양태에서, 상부 (하류) 조절기는 (242)는 100 psig의 입구 압력 및 500 torr의 출구 압력을 가질 수 있고, 하부 (상류) 조절기 (260)는 1500 psig의 입구 압력 및 100 psig의 출구 압력을 가질 수 있다.In one exemplary embodiment of a fluid storage and dispensing system of the type shown in FIG. 1, container 212 is a 3AA 2015 DOT 2.2 liter cylinder. High efficiency particle filter 246 is a Mott Corporation with a metal filtration medium sintered in a housing of 316L VAR/electropolished stainless steel or nickel capable of removing more than 99.9999999% of particles up to 0.003 micron diameter. ) (GasShield TM PENTA TM point-of-use fluid filter available from Farmington, CT). The high efficiency particle filter 239 is a mode standard 6610-1/4 in-line filter commercially available from Morte Corporation (Farmington, CT). The regulator is an HF series Swagelok® pressure regulator, where the upper (downstream) regulator 242 has a set pressure in the range of 100 Torr to 100 psig and the lower (upstream) regulator 260 is from 100 psig to 1500 psig. Has a set pressure in the range, wherein the set point pressure of the (downstream) regulator 260 is at least twice the set point pressure of the upper (downstream) regulator 242. In certain embodiments, the upper (downstream) regulator 242 can have an inlet pressure of 100 psig and an outlet pressure of 500 torr, and the lower (upstream) regulator 260 has an inlet pressure of 1500 psig and an outlet pressure of 100 psig. Can have pressure.

도 2는 본 발명에 따른 작동 모드를 예시하는 이온 주입 시스템의 개략도로서, 여기서 본 발명의 수소화된 풍부한 삼불화 붕소 도펀트 소스 가스 조성물은 기판에 붕소를 주입하기 위해 이온 주입기에 공급된다.Figure 2 is a schematic diagram of an ion implantation system illustrating a mode of operation according to the present invention, wherein the hydrogenated rich boron trifluoride dopant source gas composition of the present invention is supplied to an ion implanter to implant boron into the substrate.

도 2에 도시된 바와 같이, 주입 시스템 (10)은 주입기에 가스를 전달하기 위해 가스 공급 패키지 (14, 16 및 18)에 대해 수용 관계로 배치된 이온 주입기 (12)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the implantation system 10 includes an ion implanter 12 disposed in receptive relationship to the gas supply packages 14, 16 and 18 for delivering gas to the implanter.

가스 공급 패키지 (14)는, 가스를 함유하는 용기를 포함한다. 일부 경우, 용기는, 가스 공급 라인 (44)에 결합된 배출 포트 (24)를 갖는 밸브 헤드 어셈블리 (22)를 포함한다. 밸브 헤드 어셈블리 (22)는, 밸브 헤드 어셈블리 내의 밸브를 수동으로 조정하기 위한 핸드 휠 (38)이 구비되어, 필요에 따라, 용기 (20)에 함유된 가스의 분배 또는 다르게는 폐쇄 저장을 수행하기 위해 완전 개방 위치와 완전 폐쇄 위치에서 동일하게(same) 변환된다. 핸드 휠 (38)의 제공 대신에, 가스 공급 패키지 (14)에는, 패키지의 밸브 헤드 어셈블리 내의 밸브를 적절한 개방 또는 폐쇄 위치로 변환시키기 위한 솔레노이드 또는 공기 밸브 액추에이터와 같은 자동 밸브 액추에이터가 제공될 수 있다.The gas supply package 14 includes a container containing gas. In some cases, the vessel includes a valve head assembly 22 having an outlet port 24 coupled to a gas supply line 44. The valve head assembly 22 is provided with a hand wheel 38 for manually adjusting the valves in the valve head assembly to perform distribution or otherwise closed storage of the gas contained in the container 20, if necessary. For this purpose, it is converted equally in the fully open position and the fully closed position. Instead of providing a hand wheel 38, the gas supply package 14 may be provided with an automatic valve actuator, such as a solenoid or air valve actuator, for converting the valve in the package's valve head assembly to an appropriate open or closed position. .

가스는, 가스 공급 패키지 (16 및 18)에도 포함될 수 있으며, 가스 공급 패키지 (14)와 유사한 방식으로 각각 구성된다. 가스 공급 패키지 (16)는, 핸드 휠 (40)이 연결된 밸브 헤드 어셈블리 (28)가 구비된 용기 (26) 또는 다르게는 밸드 헤드 어셈블리 내의 밸브용 액추에이터를 포함한다. 밸브 헤드 어셈블리 (28)는 가스 공급 라인 (52)이 연결된 배출 포트 (30)을 포함한다. 유사하게, 가스 공급 패키지 (18)는 핸드 휠 (42)이 결합되는 밸브 헤드 어셈블리 (34)가 구비된 용기 (32) 또는 밸브 헤드 어셈블리 (34) 내의 밸브의 작동(actuation)을 위한 대응하는 액추에이터를 포함한다. 상기 밸브 헤드 어셈블리 (34)는 또한 가스 배출 라인 (60)에 결합된 배출 포트 (36)를 포함한다.The gas may also be included in the gas supply packages 16 and 18, each configured in a similar manner to the gas supply package 14. The gas supply package 16 includes an actuator for a valve in a vessel 26 or alternatively a valve head assembly with a valve head assembly 28 to which a hand wheel 40 is connected. The valve head assembly 28 includes an exhaust port 30 to which a gas supply line 52 is connected. Similarly, the gas supply package 18 is a container 32 equipped with a valve head assembly 34 to which the hand wheel 42 is coupled or a corresponding actuator for actuation of a valve in the valve head assembly 34. Includes. The valve head assembly 34 also includes a discharge port 36 coupled to a gas discharge line 60.

도시된 배치에서, 가스 공급 패키지 (14, 16, 및 18) 중 적어도 하나는, 본 발명의 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을, 이온 주입기 (12)에 이런 가스 조성물의 순차적 공급을 위해 함유한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 가스 공급 패키지 중 하나, 예를 들어, 가스 공급 패키지 (14)는 수소를 함유할 수 있고, 다른 가스 공급 패키지, 예컨대 가스 공급 패키지 (16)는 동위원소-풍부한 삼불화 붕소를 함유할 수 있어서 각각의 가스 공급 라인 (44 및 52)에서 조성물의 수소 및 삼불화 붕소 성분을 혼합 챔버로 유동시킴으로써 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 사용 시점에서 구성할 수 있게 한다. 그러한 배치 내의 가스 공급 패키지 (18)는 추가적인 동위원소-풍부한 삼불화 붕소를 함유할 수 있으므로, 두 가스 공급 패키지 (16 및 18)는 동위원소-풍부한 BF3를 제공하고, 이로써 가스 공급 패키지 (16)가 삼불화 붕소의 인벤토리(inventory)가 소진될 때, 가스 공급 패키지 (16)의 밸브 헤드 내의 밸브가 폐쇄되고, 가스 공급 패키지 (18)의 밸브 헤드 내의 밸브의 개방 시에 동위원소-풍부한 삼불화 붕소의 활성 분배가 가스 공급 패키지 (18)로 스위칭될 수 있다. 이러한 배치는, 동위원소-풍부한 삼불화 붕소에 수소 가스가 소량으로 첨가된, 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물 중의 상대적 비를 수용한다.In the illustrated arrangement, at least one of the gas supply packages 14, 16, and 18 provides the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition of the present invention to the ion implanter 12. Contains for sequential supply of the gas composition. Additionally or alternatively, one of the gas supply packages, e.g., gas supply package 14, may contain hydrogen, and the other gas supply package, e.g., gas supply package 16, is isotope-rich. A hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition by flowing the hydrogen and boron trifluoride components of the composition into the mixing chamber in each gas supply line 44 and 52, which may contain boron trifluoride. Can be configured at the point of use. Since the gas supply package 18 in such a batch may contain additional isotope-rich boron trifluoride, both gas supply packages 16 and 18 provide isotope-rich BF 3 , whereby the gas supply package 16 ) When the inventory of boron trifluoride is exhausted, the valve in the valve head of the gas supply package 16 is closed, and isotopically-rich at the opening of the valve in the valve head of the gas supply package 18. The active distribution of boron fluoride can be switched to the gas supply package 18. This arrangement accommodates the relative ratio in the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition, with a small amount of hydrogen gas added to the isotope-rich boron trifluoride.

따라서, 본 발명은, (a) 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 함유하는 제 1 가스 저장 및 분배 용기를 포함하는 붕소 도펀트 가스 조성물 공급 패키지 및 (b) 수소 가스 공급 패키지를 포함하는 도펀트 소스 가스 조성물 공급 키트를 고려하며, 이때 상기 수소 가스 공급 패키지는 수소 가스를 함유하는 제 2 가스 저장 및 분배 용기를 포함한다.Accordingly, the present invention provides a boron dopant gas composition supply package including (a) a first gas storage and distribution container containing an isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition, and (b) hydrogen gas supply Consider a dopant source gas composition supply kit comprising a package, wherein the hydrogen gas supply package includes a second gas storage and distribution container containing hydrogen gas.

도 2에 도시된 시스템의 추가 변형으로서, 각각의 가스 공급 패키지 (14 및 16)는 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 함유할 수 있어서, 그러한 패키지의 온-스트림의 소진 시에 다른 가스 공급 패키지는, 이온 주입기에서의 붕소 도핑 작동의 연속성을 위한 분배 작동으로 스위칭될 수 있어서, 가스 공급 패키지 (18)는 세정(cleaning) 가스를 함유할 수 있다. 이러한 변이 배치에서, 붕소 도핑 작동은 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 가스 공급 패키지 (14 및 16) 각각으로부터 순차적으로 분배시킴으로서 수행될 수 있고, 붕소 도핑 작동이 종결된 후에 상기 패키지는, 가스 공급 패키지 (18)의 밸브가 개방되면서 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물의 새로운 패키지에 대해 스위칭되어 유동 회로 및 하류 이온 주입기 (12)에 세정 가스를 분배할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 가스 공급 패키지 (18)는, 임의의 적합한 세정 가서, 예를 들어 삼불화 질소, 이불화 제논, 불화 수소, 또는 다른 적절한 세정 가스를 함유할 수 있다.As a further variant of the system shown in Figure 2, each gas supply package 14 and 16 may contain a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition, such that the on- On exhaustion of the stream the other gas supply package can be switched to a distribution operation for continuity of the boron doping operation in the ion implanter, so that the gas supply package 18 can contain a cleaning gas. In this variant arrangement, the boron doping operation can be performed by sequentially dispensing the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition from each of the gas supply packages 14 and 16, wherein the boron doping operation is After termination, the package is switched to a new package of hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition while the valve of the gas supply package 18 is opened to allow the flow circuit and downstream ion implanter 12 ), the cleaning gas can be distributed. For this purpose, the gas supply package 18 may contain any suitable cleaning gas, for example nitrogen trifluoride, xenon difluoride, hydrogen fluoride, or other suitable cleaning gas.

각각의 가스 공급 패키지로부터의 유동을 제어하기 위해, 각각의 가스 공급 라인 (44, 52, 및 60)에는 유동 제어 밸브 (46, 54, 및 62)가 내부에 각각 제공된다.In order to control the flow from each gas supply package, each gas supply line 44, 52, and 60 is provided with flow control valves 46, 54, and 62 therein, respectively.

유동 제어 밸브 (46)에는, 액추에이터를 CPU (78)에 연결시키는 신호 전송 라인 (50)을 갖는 자동 밸브 액추에이터 (48)가 구비되어, CPU (78)는 신호 전송 라인 (50)에서 제어 신호를 밸브 액추에이터로 전송하여 밸브 (46)의 위치를 조정하여 용기 (20)로부터 혼합 챔버 (68)로의 가스의 유동을 상응하게 제어한다.The flow control valve 46 is provided with an automatic valve actuator 48 having a signal transmission line 50 connecting the actuator to the CPU 78, and the CPU 78 transmits a control signal from the signal transmission line 50. Transmission to the valve actuator adjusts the position of the valve 46 to correspondingly control the flow of gas from the vessel 20 to the mixing chamber 68.

유사한 방식으로, 가스 배출 라인 (52)은 신호 전달 라인 (58)에 의해 CPU (78)에 연결되는 밸브 액추에이터 (56)와 결합된 유동 제어 밸브 (54)를 포함한다. 따라서, 가스 배출 라인 (60)의 유동 제어 밸브 (62)에는 신호 전달 라인 (66)에 의해 CPU (78)에 연결된 밸브 액추에이터 (64)가 구비된다.In a similar manner, the gas discharge line 52 includes a flow control valve 54 coupled with a valve actuator 56 that is connected to the CPU 78 by a signal transmission line 58. Accordingly, the flow control valve 62 of the gas discharge line 60 is provided with a valve actuator 64 connected to the CPU 78 by a signal transmission line 66.

이러한 방식으로, CPU는 대응하는 용기 (20, 26 및 32)로부터 각각의 가스의 유동을 작동 가능하게 제어할 수 있다.In this way, the CPU can operably control the flow of each gas from the corresponding vessels 20, 26 and 32.

용기 중 하나로부터의 수소를 이들 용기 중 다른 하나 또는 다른 용기로부터의 동위원소-풍부한 삼불화 붕소와 혼합시키는 경우에서와 같이, 가스가 혼합 챔버 (68)로 동시에 유동되는 경우(공-유동), 혼합 챔버 (68)에서의 혼합 후 생성 가스 조성물은 이후 이온 주입기 (12)로의 통과를 위해 공급 라인 (70)으로 배출된다. 따라서, 본 발명은 이온 주입 시스템을 작동시키는 방법을 고려하며, 여기서 제 1 가스 공급 패키지로부터의 11B-동위원소-풍부한 삼불화 붕소는 제 2 가스 공급 패키지로부터의 수소 가스와 함께, (i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및 (ii) 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 2 내지 6.99 부피%의 양의 수소를 포함하는 이온 소스 챔버 내 도펀트 소스 가스 조성물을 구성하는 상기 삼불화 붕소 및 수소의 상대적 비로 이온 주입 시스템의 이온 소스 챔보로 공-유동된다.When the gas flows simultaneously into the mixing chamber 68 (co-flow), such as in the case of mixing hydrogen from one of the vessels with the isotope-rich boron trifluoride from the other or another vessel, After mixing in the mixing chamber 68, the product gas composition is then discharged to the supply line 70 for passage to the ion implanter 12. Accordingly, the present invention contemplates a method of operating an ion implantation system, wherein the 11 B-isotope-rich boron trifluoride from the first gas supply package together with hydrogen gas from the second gas supply package, (i) Boron trifluoride having an atomic mass of 11 ( 11 B) is isotope-rich than its natural abundance, and (ii) hydrogen in an amount of 2 to 6.99 vol% based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition. The relative ratio of the boron trifluoride and hydrogen constituting the dopant source gas composition in the ion source chamber is co-flowed into the ion source chamber of the ion implantation system.

따라서, 단일 가스 공급 패키지 (14, 16 또는 18)만이 분배 모드로 작동되는 경우, 상응하는 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물은 이후 관련 유동 제어 밸브에 의해 조절됨에 따라 혼합 챔버를 통해 유동되고, 공급 라인 (70)에서 이온 주입 장치로 통과된다.Thus, when only a single gas supply package 14, 16 or 18 is operated in a distribution mode, the corresponding hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition is then regulated by the associated flow control valve. It flows through the mixing chamber accordingly and passes through the supply line 70 to the ion implantation device.

공급 라인 (70)은, 공급 라인과 연통하는 우회 라인 (72 및 76)으로 구성된 우회 유동 루프 및 가스 분석기 (74)와 결합된다. 따라서, 가스 분석기 (74)는, 공급 라인 (70)에서 주 유동으로부터 부 스트림을 수용하고, 가스 스트림의 농도, 유속 등의 모니터링 신호 상관관계를 반응적으로 생성하고, 분석기 (74)와 CPU (78)를 연결하는 신호 전송 라인에서 모니터링 신호를 전송한다. 이런 방식으로, CPU (78)는 가스 스트림의 농도, 유속 등을 모니터링하는 모니터링 신호를 수신하고, 동일하게 처리하고, 적절하게는, 각각의 밸브 액추에이터 (48, 56 및 64), 또는 이들 중 선택된 것(들)로 전송되는 출력 제어 신호를 반응적으로 생성하여 이온 주입기로의 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물의 목적하는 분배 작동을 수행한다. 보조 신호 전송 라인 및 액추에이터가 구비된 가스 분석기 (74) 및 CPU (78)는, 원하는 농도의 수소를 함유하는 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 형성하기 위해 지상(land) 수소 및 동위원소-풍부한 삼불화 붕소에 대해 작동 가능하게 사용될 수 있는 모니터링 및 제어 시스템을 구성한다.The supply line 70 is coupled with a gas analyzer 74 and a bypass flow loop consisting of bypass lines 72 and 76 in communication with the supply line. Thus, the gas analyzer 74 receives the secondary stream from the main flow in the supply line 70, responsively generates a monitoring signal correlation such as the concentration of the gas stream, the flow rate, and the analyzer 74 and the CPU ( The monitoring signal is transmitted from the signal transmission line connecting 78). In this way, the CPU 78 receives a monitoring signal that monitors the concentration, flow rate, etc. of the gas stream, processes the same, and suitably, the respective valve actuators 48, 56 and 64, or a selected one of them. Reactively generate an output control signal sent to the ion implanter to effect the desired distribution operation of the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition to the ion implanter. The gas analyzer 74 and CPU 78, equipped with auxiliary signal transmission lines and actuators, are ground to form a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF3) dopant source gas composition containing a desired concentration of hydrogen. land) Construct a monitoring and control system that can be operatively used for hydrogen and isotope-rich boron trifluoride.

이온 주입기 (12)는, 유출물 라인 (80)에서 유출물 처리 유닛 (82)로 유동되는 유출물을 생성하고, 이는 스크러빙, 촉매 산화 등을 포함하는 비롯한 유출물 처리 작업에 의해 상기 유출물을 처리하여 벤트(vent) 라인 (84)에서 처리 유닛 (82)으로부터 배출되고 추가 처리 또는 다른 처분으로 통과될 수 있는 처리된 가스 배출물을 생성한다.The ion implanter 12 creates an effluent flowing from the effluent line 80 to the effluent treatment unit 82, which treats the effluent by effluent treatment operations including scrubbing, catalytic oxidation, and the like. The treatment produces a treated gaseous effluent that exits the treatment unit 82 in a vent line 84 and can be passed to further treatment or other disposal.

CPU (78)는 임의의 적합한 유형의 것일 수 있고, 전술된 바와 같이, 범용 프로그램형 컴퓨터, 특수용 프로그램형 컴퓨터, 프로그램형 논리 제어기, 마이크로프로세서, 또는 모니터링 신호의 신호 처리 및 출력 제어 신호 또는 신호들의 생성에 효과적인 다른 계산 유닛을 다양하게 포함할 수 있다.The CPU 78 may be of any suitable type and, as described above, a general purpose programmable computer, a special purpose programmable computer, a programmable logic controller, a microprocessor, or a signal processing and output control signal or signal of a monitoring signal. It can contain a variety of other computational units that are effective for generation.

따라서, CPU는 2 개 또는 3 개 모두의 소스(14, 16 및 18)로부터의 가스의 동시적 유동을 포함하는 주기적 작동을 수행하도록, 또는 대안적으로, 각각의 가스가 순차적으로 유동하도록 프로그래밍 방식으로 구성될 수 있다. 따라서, 가스 혼합물의 공동 유동, 또는 순차적 가스 유동을 포함하는 임의의 유동 모드가 수용될 수 있다.Thus, the CPU is programmed to perform periodic operations involving simultaneous flows of gases from two or all three sources 14, 16 and 18, or, alternatively, to allow each gas to flow sequentially. It can be composed of. Thus, any flow mode can be accommodated, including co-flow of a gas mixture, or sequential gas flow.

따라서, 이온 주입기에서 기판의 붕소 도핑은, 예비 혼합 가스 조성물로서, 또는 사용 시에 별도의 가스 공급 패키지로부터 수소와 풍부화된 삼불화 붕소를 혼합하거나 또는 다른 가스 종과 조합으로 또는 순차적으로 사용하여 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 사용하기 위해 임의의 다양한 방식으로 수행될 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물은 도 1에 도시된 이온 주입 시스템의 다양한 구현에서 또는 본 발명에 따른 작동을 위해 상응하게 구성된 이온 주입 시스템에서 수소화물 가스, 불화물 가스, 희가스 가스, 산화물 가스 또는 다른 가스와 함께 다양하게 사용될 수 있음을 이해할 것이다.Thus, the boron doping of the substrate in the ion implanter is hydrogenated by mixing hydrogen and enriched boron trifluoride as a premixed gas composition or from a separate gas supply package when in use, or in combination or sequentially with other gas species. It will be appreciated that this can be done in any of a variety of ways to use the isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition. Thus, the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition is a hydride gas in various implementations of the ion implantation system shown in FIG. 1 or in an ion implantation system correspondingly configured for operation according to the present invention. It will be appreciated that it can be used in various ways with fluoride gas, rare gas gas, oxide gas or other gas.

따라서, 본원의 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물은, 특정 이온 주입 설비에서 본 발명의 도펀트 소스 가스 조성물의 주어진 구현에서 바람직할 수 있는 바와 같이, 예비 혼합 조성물로서 제공될 수 있거나, 또는 대안적으로, 이런 조성물의 수소 및 삼불화 붕소 성분의 각각의 가스 공급 패키지로부터의 사용 시점에서 구성되는 것으로 이해될 것이다. Accordingly, the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition of the present disclosure is as a premix composition, as may be desirable in a given implementation of the dopant source gas composition of the present invention in certain ion implantation equipment. It will be appreciated that, or alternatively, the hydrogen and boron trifluoride components of such compositions are configured at the point of use from the respective gas supply package.

이제 도 3을 참조하면, 2.75 표준 입방 센티미터/분 (sccm)의 동위원소-풍부한 BF3 유속으로 이온 주입 장치의 이온 챔버로 유동되는 수소/풍부화된 삼불화 붕소 공-유동 비(0 내지 0.6의 부피 H2/부피 BF3)의 함수로서 밀리암페어 단위의 B+ 빔 전류의 그래프가 도시되어 있으며, 이는 본 발명의 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소 도펀트 소스 가스 조성물의 빔 성능을 보여 준다.Referring now to Figure 3, the hydrogen/enriched boron trifluoride co-flow ratio (0 to 0.6) flowing into the ion chamber of the ion implantation device at an isotope-rich BF 3 flow rate of 2.75 standard cubic centimeters per minute (sccm). A graph of the B+ beam current in milliamps as a function of volume H 2 /volume BF 3 ) is shown, showing the beam performance of the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride dopant source gas composition of the present invention.

도 3에 도시된 데이터를 생성하는데 사용되는 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소 도펀트 소스 가스 조성물 중의 풍부화된 삼불화 붕소 가스는 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3이었다. 이러한 데이터를 생성하기 위해 사용된 이온 주입 장치의 아크 전압은 90 V였고, 이때 소스 빔 전류는 25 mA이고, 추출 전압은 20 kV이었다.The enriched boron trifluoride gas in the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride dopant source gas composition used to generate the data shown in FIG. 3 was substantially pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 . The arc voltage of the ion implantation device used to generate these data was 90 V, at which time the source beam current was 25 mA and the extraction voltage was 20 kV.

도 3의 데이터는, 단독의 동위원소-풍부한 BF3에 대한 B+ 빔 전류가 약 6.5 mA임을 보여준다. 0.07 이상의 수소/삼불화 붕소 공-유동 비 값에서, 빔 전류는 급격하게 감소한다는 것이 밝혀졌다. 0.02 미만의 수소/삼불화 붕소 공-유동 비는, 이온 주입 시스템의 작동에서 텅스텐 불소 반응 및 텅스텐 침착, 코팅 및 텅스텐의 캐쏘드 성장을 억제하기에 부적절한 수소를 제공한다는 것이 밝혀졌다.The data in FIG. 3 show that the B+ beam current for the isotope-rich BF 3 alone is about 6.5 mA. It has been found that at values of the hydrogen/boron trifluoride co-flow ratio above 0.07, the beam current decreases rapidly. It has been found that a hydrogen/boron trifluoride co-flow ratio of less than 0.02 provides inadequate hydrogen to inhibit tungsten fluorine reaction and tungsten deposition, coating and cathode growth of tungsten in the operation of the ion implantation system.

따라서, 본 발명은, 붕소의 이온 주입을 위한 수소/풍부화된 삼불화 붕소 도펀트 소스 가스 조성물을 고려하며, 이때 상기 조성물은, 베이스라인 붕소 이온 빔 전류와 비교할 때, 빔 전류 감소가 매우 낮은 수준, 예를 들어 B+ 빔 전류의 0 % 내지 8 % 감소의 범위로 유지되면서 F+, W+ 및 WFx+ 빔 성분의 생성이 효과적으로 감소되는 조성 범위로서, 약 2 내지 약 6.99 부피%의 수소, 보다 바람직하게는 약 5 부피%의 수소를 함유한다. 따라서, 본 발명의 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소 조성물은, 텅스텐 및 불화 텅스텐 이온성 종을 포함하는 원하지 않는 빔 성분의 양을 실질적으로 감소시키면서 높은 붕소 이온 빔 전류를 유지시켜 캐쏘드의 소스 수명을 연장시킬 수 있게 하여, 동위원소-풍부한 삼불화 붕소의 사용에 의해 얻어지는 고효율을 향상시키고, 예를 들어 캐쏘드 재-금속화 및 교체와 관련하여 이온 주입 장치에 의해 요구되는 유지 보수를 감소시킨다.Accordingly, the present invention considers a hydrogen/enriched boron trifluoride dopant source gas composition for ion implantation of boron, wherein the composition has a very low level of beam current reduction as compared to the baseline boron ion beam current, For example, as a composition range in which the generation of F+, W+ and WF x + beam components is effectively reduced while being maintained in the range of 0% to 8% reduction of the B+ beam current, about 2 to about 6.99% by volume hydrogen, more preferably Contains about 5% by volume hydrogen. Accordingly, the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride composition of the present invention maintains a high boron ion beam current while substantially reducing the amount of undesired beam components including tungsten and tungsten fluoride ionic species, thereby providing the source of the cathode. By making it possible to extend the lifetime, it improves the high efficiency obtained by the use of isotope-rich boron trifluoride, and reduces the maintenance required by the ion implantation device, for example in connection with cathode re-metallization and replacement. Let it.

도 4는, (i) 단지 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF의 유동, (ii) 낮은 H2/11BF3 부피비의, 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3와 수소의 공-유동, 및 (iii) 높은 H2/11BF3 부피비의, 수소의 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3와 수소의 공-유동에 대해 도시된, 170-300AMU 범위의 W+ 및 WFx+ (x = 1, 2, 3, 4, 5 및 6) 이온에 대한 빔 전류 값을 나타내는 인셋 스펙트럼 세그멘트에 의해 B+, F+, HF+, BF+, BF2+ 및 W++ 이온에 대한 빔 전류 값을 보여주는 원자 질량 단위(AMU) 값의 함수로서 밀리암페어 단위의 빔 전류의 빔 스펙트럼 비교 그래프이다. 모든 시험 수행에서 실질적으로 순수한 11BF3의 유량은 2.75 sccm이었고, 소스 빔 전류는 25 mA이었고, 이때 아크 전압은 90 V이고, 추출 전압이 20 kV였다.Figure 4, (i) only the substantially pure (> 99.95 vol%) 11 BF flow, (ii) of the lower H 2/11 BF 3 by volume, substantially pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 and hydrogen in the co-flow, and (iii) a high H 2/11 BF 3 by volume, of substantially pure hydrogen (> 99.95 vol%) 11 BF 3 and hydrogen in the ball-of, 170-300AMU range shown for flow W + and WF x + (x = 1, 2, 3, 4, 5 and 6) showing the beam current values for B+, F+, HF+, BF+, BF2+ and W++ ions by inset spectral segments representing the beam current values for the ions. A graph comparing the beam spectrum of the beam current in milliamps as a function of the atomic mass unit (AMU) value. The flow rate of substantially pure 11 BF 3 in all test runs was 2.75 sccm, the source beam current was 25 mA, with the arc voltage 90 V and the extraction voltage 20 kV.

도 4의 데이터는, 수소 공-유동이, 수소가 없을 때 생성되는 수준보다 낮은 W+ 및 WFx(x = 1, 2, 3, 4, 5 및 6) 빔 스펙트럼 성분의 생성을 유의하게 감소시키는데 효과적이라는 것을 보여준다.The data in Figure 4 show that the hydrogen co-flow significantly reduces the generation of W+ and WF x (x = 1, 2, 3, 4, 5 and 6) beam spectral components, which are lower than the levels produced in the absence of hydrogen. Show that it is effective.

도 5는, 0 내지 0.6의 H2/11BF3 부피비의 함수로서 밀리암페어로 나타낸 F+, HF+, W+ 및 WF+ 빔 전류의 그래프로서, 여기서 각각의 이온 종에 대한 데이터는 F+에 대해서는 다이아몬드 기호 (◆) , HF+에 대해서는 원형 점 기호 (●), W+에 대해서는 사각형 기호 (■), WF+에 대해서는 삼각형 기호 (▲)로 표시된다. 이러한 데이터를 생성하기 위해 사용된 삼불화 붕소는 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3이었다. 이러한 데이터를 생성하기 위해 사용된 삼불화 붕소는 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3이었다.5 is a graph of 0 to shown in milliamps as a function of the 0.6 H 2/11 BF 3 volume ratio of F +, HF +, W +, and WF + beam current, wherein for data for each of the ionic species is F + diamond symbol ( ◆), HF+ is indicated by a circular dot symbol (●), W+ is indicated by a square symbol (■), and WF+ is indicated by a triangle symbol (▲). The boron trifluoride used to generate these data was substantially pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 . The boron trifluoride used to generate these data was substantially pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 .

도 5의 데이터는, F+, W+ 및 WF+ 빔 전류가 수소의 존재에 의해 실질적으로 감소됨을 보여준다. HF+ 빔 전류는, 본 발명의 H2/풍부화된 BF3 도펀트 소스 가스 조성물 중의 2 내지 6.99 부피% H2, 보다 특히 약 5 부피% H2 농도 범위의 매우 낮은 수준으로 유지될 수 있음이 밝혀졌다.The data in Figure 5 show that the F+, W+ and WF+ beam currents are substantially reduced by the presence of hydrogen. It has been found that the HF+ beam current can be maintained at a very low level ranging from 2 to 6.99 vol% H 2 , more particularly about 5 vol% H 2 concentration in the H 2 /enriched BF 3 dopant source gas composition of the present invention. .

도 6은, 0 내지 0.6의 H2/11BF3 부피비의 함수로서 밀리암페어로 나타낸, F+, HF+, W+ 및 WF+ 빔 전류의 대응하는 정규화된 그래프로서, 여기서 x는 H2/BF3 비에 대한 계수이고, F+, HF+, W+ 및 WF+ 빔 전류는 B+ 빔 전류로 정규화되었으며, 이때 각각의 이온 종에 대한 데이터는 F+에 대해서는 다이아몬드 기호 (◆) , HF+에 대해서는 원형 점 기호 (●), W+에 대해서는 사각형 기호 (■), WF+에 대해서는 삼각형 기호 (▲)로 표시된다.6 is shown in milliamps as a function of 0 to 0.6 H 2/11 BF 3 volume ratio of, F +, as a normalized graph corresponding to the HF +, W +, and WF + beam current, where x is in the H 2 / BF 3 ratio And the F+, HF+, W+, and WF+ beam currents were normalized to the B+ beam current, where the data for each ionic species is a diamond symbol (◆) for F+, a circular dot symbol (●), and W+ for HF+. Is indicated by a square symbol (■) and for WF+ by a triangle symbol (▲).

따라서, 본 발명의 도펀트 소스 가스 조성물은 붕소 주입 종의 높은 빔 전류를 유지하는데 효과적인 균형을 제공하는 동시에, W+ 및 WFx+(x = 1, 2, 3, 4, 5, 및 6) 빔 전류 및 불화 텅스텐 반응을 감소시킨다. 예를 들어, B+ 또는 BF2+와 같은 선택된 붕소 주입 종의 빔 전류의 감소는, 수소 부재 하에 붕소 주입 종 빔 전류에 대해, 수소가 선택된 양으로 도펀트 가스에 존재하는 경우 붕소 주입 종 빔 전류를 비교함으로써 결정될 수 있다. 일부 경우, 붕소 주입 종 빔 전류의 감소는 0 % 내지 10 % 미만; 0 % 내지 9 % 미만; 0 % 내지 8 % 미만; 또는 0 % 내지 약 5 % 미만의 범위일 수 있다. 이러한 균형은 텅스텐의 침착, 코팅 및 텅스텐의 캐쏘드 성장을 감소시키는 데 도움이 될 수 있다. 삼불화 붕소/수소 혼합물의 적절한 균형은 또한 스퍼터링으로 인한 캐쏘드의 소위 "펀치 스루(punch through)"를 방지하는데 사용될 수 있다.Thus, the dopant source gas composition of the present invention provides an effective balance in maintaining the high beam current of the boron implanted species, while W+ and WF x + (x = 1, 2, 3, 4, 5, and 6) beam current And tungsten fluoride reaction. For example, the reduction in the beam current of a selected boron implanted species, such as B+ or BF2+, is by comparing the boron implanted species beam current when hydrogen is present in the dopant gas in a selected amount versus the boron implanted species beam current in the absence of hydrogen. Can be determined. In some cases, the reduction in boron implanted species beam current is 0% to less than 10%; 0% to less than 9%; 0% to less than 8%; Or from 0% to less than about 5%. This balance can help reduce tungsten deposition, coating and cathode growth of tungsten. A suitable balance of boron trifluoride/hydrogen mixtures can also be used to prevent the so-called “punch through” of the cathode due to sputtering.

본 발명의 도펀트 소스 가스 조성물은, 이온 주입 시스템이 다양한 붕소 이온성 주입 종의 선택을 위해 "조정"되는 붕소 도핑 어플리케이션에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 다양한 적용례에서, 이온 주입 시스템은 기판의 B+ 도핑을 위해 조정될 수 있다. 다른 적용례에서, 이온 주입 시스템은 기판에서 BF2+ 주입 종의 도핑을 위해 조정될 수 있다. 본 발명의 도펀트 소스 가스 조성물은 다양한 붕소 이온성 주입 종들 중 임의의 것에 대해 조정된 이러한 이온 주입 시스템 중 임의의 것에 유리하게 이용될 수 있다.The dopant source gas composition of the present invention can be used in boron doping applications where the ion implantation system is "tuned" for the selection of various boron ionic implant species. For example, in various applications, the ion implantation system can be tuned for B+ doping of the substrate. In another application, the ion implantation system can be tuned for doping of the BF 2 + implant species in the substrate. The dopant source gas composition of the present invention can be advantageously used in any of these ion implantation systems tuned for any of a variety of boron ionic implantation species.

이온 주입 시스템이 기판에서 BF2+ 주입 종의 도핑을 위해 조정될 때, 붕소의 이온 주입을 위한 수소화된 풍부화된 삼불화 붕소 가스 조성물, 보다 구체적으로는 수소/풍부화된 삼불화 붕소 도펀트 소스 가스 조성물을 사용하는 경우, 기판의 B+ 도핑에 대해 관찰된 감소와 관련하여 텅스텐 질량 스펙트럼 피크의 보다 큰 감소가 달성된다는 것이 본 개시의 또 다른 놀라운 양태이고, 이때 상기 조성물은 조성 범위로서 약 2 내지 약 6.99 부피%의 수소, 보다 구체적으로는 약 5 % 부피%의 수소를 함유한다.When the ion implantation system is tuned for doping of the BF 2 + implant species in the substrate, a hydrogenated enriched boron trifluoride gas composition, more specifically a hydrogen/enriched boron trifluoride dopant source gas composition for ion implantation of boron. When used, it is another surprising aspect of the present disclosure that a greater reduction in the tungsten mass spectral peak is achieved with respect to the observed reduction for the B+ doping of the substrate, wherein the composition ranges from about 2 to about 6.99 volumes. % Hydrogen, more specifically about 5% by volume hydrogen.

120 V 및 3.4 A의 아크 전력, 20 kV의 추출 전압 및 4 sccm의 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3의 유속으로 작동하는 상업용 간접 가열식 캐쏘드 이온 소스를 이용하여 일련의 시험을 수행하였고, 이때 이들 수행은 최적화된 퍼센트로의 수소 첨가와 함께 동일한 기본 유속(4 sccm)의 삼불화 붕소을 이용하여 수소화된 풍부화된 삼불화 붕소를 포함한다. 빔 공정에서, 이온 소스는 아르곤으로 약 20 분간 예비 가온되고, B+ 또는 BF2+의 특정 주입 종 빔은 이온 주입 장치의 소스 자석, 선택된 위치 및 분석기 자석을 최적화함으로써 조정되었다. 생성된 시험 빔은, 빔 안정성을 보장하기 위해 최적화된 조건 하에 11 시간 동안 작동되었고, 질량 스펙트럼을 생성한 다음, 소스를 약 15 분 동안 아르곤으로 후-가온시켰다.A series of tests were performed using a commercial indirectly heated cathode ion source operating at an arc power of 120 V and 3.4 A, an extraction voltage of 20 kV, and a flow rate of 4 sccm of substantially pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 Wherein these runs included enriched boron trifluoride hydrogenated using boron trifluoride at the same base flow rate (4 sccm) with hydrogenation in an optimized percentage. In the beam process, an ion source with an argon pre-warmed for 20 minutes and, in particular injection longitudinal beam B + or BF 2 + was adjusted by optimizing the magnetic source, the selected location, and the analyzer magnet of the ion implanter. The resulting test beam was run for 11 hours under conditions optimized to ensure beam stability, generating a mass spectrum, and then the source was post-warmed with argon for about 15 minutes.

도 7은, 170-300AMU 범위의 W+ 및 WFx+ (x = 1, 2, 3, 4, 5 및 6) 이온에 대한 빔 전류 값을 나타내는 인셋 스펙트럼 세그멘트에 의해 B+, F+, HF+, BF+, BF2+ 및 W++ 이온에 대한 빔 전류 값을 보여주는 원자 질량 단위(AMU) 값의 함수로서 밀리암페어 단위의 빔 전류의 빔 스펙트럼 비교 그래프로서, 여기서 이온 주입 시스템은, 두 경우 모두에서 비-수소화된 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3을 사용하여, 제 1 수행에서 B+ 이온 주입 종에 대해 조정되었고, 제 2 수행에서 BF2+ 이온 주입 종에 대해 조정되었다. 그래프에 반영된 바와 같이, 각각의 조정된 설비 시스템에서 불소(F+) 피크 및 텅스텐(W+) 피크에 유의한 변화가 있었다.Figure 7 shows B+, F+, HF+, BF+, by inset spectral segments representing beam current values for W+ and WF x + (x = 1, 2, 3, 4, 5 and 6) ions in the 170-300 AMU range. A comparison graph of the beam spectrum of the beam current in milliamps as a function of atomic mass unit (AMU) values showing the beam current values for BF2+ and W++ ions, where the ion implantation system is substantially non-hydrogenated in both cases. Using pure (> 99.95% by volume) 11 BF 3 , it was adjusted for the B+ ion implantation species in the first run and the BF 2 + ion implantation species in the second run. As reflected in the graph, there were significant changes in the fluorine (F+) peak and tungsten (W+) peak in each adjusted plant system.

도 8은, 170-300AMU 범위의 W+ 및 WFx+ (x = 1, 2, 3, 4, 5 및 6) 이온에 대한 빔 전류 값을 나타내는 인셋 스펙트럼 세그멘트에 의해 B+, F+, HF+, BF+, BF2+ 및 W++ 이온에 대한 빔 전류 값을 보여주는 원자 질량 단위(AMU) 값의 함수로서 밀리암페어 단위의 빔 전류의 빔 스펙트럼 비교 그래프로서, 여기서 이온 주입 시스템은, 제 1 수행에서 비-수소화된 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3을 사용하여 B+ 이온 주입 종에 대해 조정되었고(녹색 스펙트럼), 제 2 수행에서 제 2 수행에서 수소화된 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3을 사용하여 BF2+ 이온 주입 종에 대해 조정되었다(적색 스펙트럼; 0.05의 최적화된 H2/11BF3 부피비). 그래프에 반영된 바와 같이, 두 수행에서 유사한 B+ 빔이 생성되었고, 비-수소화된 11BF3 도펀트 가스 소스 조성물의 사용과 비교할 때 수소화된 11BF3 도펀트 가스 소스의 사용에서 W+ 및 WFx+(x = 1,2,3,4,5 및 6) 피크가 감소했다.Figure 8 shows B+, F+, HF+, BF+, by inset spectral segments representing beam current values for W+ and WF x + (x = 1, 2, 3, 4, 5 and 6) ions in the 170-300 AMU range. A beam spectrum comparison graph of the beam current in milliamps as a function of atomic mass unit (AMU) values showing beam current values for BF2+ and W++ ions, wherein the ion implantation system is substantially non-hydrogenated in the first run. Pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 was used for B+ ion implantation species (green spectrum) and substantially pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 hydrogenated in the second run in the second run was used. and BF 2 + ion implantation was adjusted for the kinds (red spectrum; the H 2/11 BF 3 optimization of volume ratio 0.05). As reflected in the graph, similar B+ beams were produced in both runs, and W+ and WF x +(x) in the use of a hydrogenated 11 BF 3 dopant gas source compared to the use of a non-hydrogenated 11 BF 3 dopant gas source composition. = 1,2,3,4,5 and 6) The peaks decreased.

도 9는, 170-300AMU 범위의 W+ 및 WFx+ (x = 1, 2, 3, 4, 5 및 6) 이온에 대한 빔 전류 값을 나타내는 인셋 스펙트럼 세그멘트에 의해 B+, F+, HF+, BF+, BF2+ 및 W++ 이온에 대한 빔 전류 값을 보여주는 원자 질량 단위(AMU) 값의 함수로서 밀리암페어 단위의 빔 전류의 빔 스펙트럼 비교 그래프로서, 여기서 이온 주입 시스템은, 제 1 수행에서 비-수소화된 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3을 사용하여 B+ 이온 주입 종에 대해 조정되었고(녹색 스펙트럼), 제 2 수행에서 제 2 수행에서 수소화된 실질적으로 순수한 (> 99.95 부피%) 11BF3을 사용하여 BF2+ 이온 주입 종에 대해 조정되었다(적색 스펙트럼; 0.05의 최적화된 H2/11BF3 부피비). 그래프에 반영된 바와 같이, 유사한 B+ 빔이 두 수행에서 생성되었고, W+ 및 WF6 + 피크는 비-수소화된 11BF3 도펀트 가스 소스 조성물의 사용과 비교하여 수소화된 11BF3 도펀트 가스 소스 조성물의 사용에서 유의하게 감소되었다.Figure 9 is B+, F+, HF+, BF+, by inset spectral segments representing beam current values for W+ and WF x + (x = 1, 2, 3, 4, 5 and 6) ions in the 170-300 AMU range. A beam spectrum comparison graph of the beam current in milliamps as a function of atomic mass unit (AMU) values showing beam current values for BF2+ and W++ ions, wherein the ion implantation system is substantially non-hydrogenated in the first run. Pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 was used for B+ ion implantation species (green spectrum) and substantially pure (> 99.95 vol%) 11 BF 3 hydrogenated in the second run in the second run was used. and BF 2 + ion implantation was adjusted for the kinds (red spectrum; the H 2/11 BF 3 optimization of volume ratio 0.05). As reflected in the graph, was similar to B + beam is generated by the two performed, W + and WF 6 + peak of non-use of hydrogenated as compared to the use of hydrogenated 11 BF 3 dopant gas source composition 11 BF 3 dopant gas source composition Significantly decreased in.

도 10, 11, 12 및 13의 각각의 수행에 대한 데이터가 하기 표 1에 제시된다.Data for each run of FIGS. 10, 11, 12 and 13 are presented in Table 1 below.

표 1Table 1

Figure 112018113875356-pct00001
Figure 112018113875356-pct00001

도 10은, 도펀트 가스가 B+인 수소 가스의 부피 퍼센트에 대해 플로팅된 캐쏘드 중량 변화를 도시한 그래프이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 5 % H2에서 BF3/H2에 대한 캐쏘드 중량 변화는 0 %에서 13 %로의 캐쏘드 중량 변화 추세를 따르지 않았다. BF3/5 % H2 조성물의 중량 손실은 0 % 또는 13 % 미만의 H2이었다.10 is a graph showing a plot of cathode weight change with respect to a volume percent of hydrogen gas having a dopant gas of B+. As shown in FIG. 10, the cathode weight change for BF 3 /H 2 in 5% H 2 did not follow the trend of cathode weight change from 0% to 13%. The weight loss of the BF 3 /5% H 2 composition was 0% or less than 13% H 2 .

도 11은, 도펀트 가스가 B+인, 수소 가스의 부피 퍼센트에 대해 플로팅된 캐쏘드 중량 변화를 도시한 그래프이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 5 % H2에서 BF3/H2에 대한 안티-캐쏘드 중량 변화도 0 %에서 13 %로의 추세를 따르지 않았다. BF3/5 % H2의 중량 손실은 0 %와 거의 동일하였다.11 is a graph showing the plotted cathode weight change with respect to the volume percent of hydrogen gas in which the dopant gas is B+. As shown in FIG. 11, the anti-cathode weight change for BF 3 /H 2 in 5% H 2 also did not follow the trend from 0% to 13%. The weight loss of BF 3 /5% H 2 was almost equal to 0 %.

도 12는, 도펀트 가스가 BF2+인 수소 가스의 부피 퍼센트에 대해 플로팅된 캐쏘드 중량 변화를 도시한 그래프이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 5 % H2에서 BF3/H2에 대한 캐쏘드 중량 변화는 0 %에서 13 %로의 캐쏘드 중량 변화 추세를 따르지 않았다.12 is a graph showing a change in cathode weight plotted against a volume percent of hydrogen gas in which the dopant gas is BF 2 +. As shown in FIG. 12, the cathode weight change for BF 3 /H 2 in 5% H 2 did not follow the trend of cathode weight change from 0% to 13%.

도 13은, 도펀트 가스가 BF2+인 수소 가스의 부피 퍼센트에 대해 플로팅된 캐쏘드 중량 변화를 도시한 그래프이다. 도 13에 도시된 바와 같이, BF3/5 % H2에 대한 안티-캐쏘드 중량 변화는 0 % H2 조건에 더 가깝고 0 %에서 13 %로의 경향에서 약간 벗어난다.13 is a graph showing a change in cathode weight plotted against a volume percent of hydrogen gas having a dopant gas of BF 2 +. As shown in Figure 13, the anti-cathode weight change for BF3/5% H 2 is closer to the 0% H 2 condition and slightly deviates from the 0% to 13% trend.

전술한 데이터로부터, 바이어스 전력은, BF2+ 도펀트 조정에 비해 더 큰 바이어스 전력 변화를 갖는 B+ 도펀트 조정에 의해, 도펀트 소스 가스 조성물 중의 수소에 의해 유의하게 영향을 받는 것으로 나타난다. 캐쏘드 및 안티-캐쏘드 성분의 중량 변화와 관련하여, B+ 도핑에 대해 조정된 이온 주입 시스템에서, 본 발명에 따른 수소화된 11BF3 도펀트 소스 조성물의 사용은, 비-수소화된 11BF3 도펀트 소스 조성물의 사용과 비교 시에 캐쏘드 중량 손실에서 7 %의 변화를 일으켰다. BF2+ 도핑에 대해 조정된 이온 주입 시스템에서, 본 발명에 따라 수소화된 11BF3 도펀트 소스 조성물을 사용하면 4 배 초과의 캐쏘드 중량 손실을 초래한다.From the above data, it appears that the bias power is significantly affected by hydrogen in the dopant source gas composition, with the B+ dopant adjustment having a larger bias power change compared to the BF 2 + dopant adjustment. With respect to the weight change of the cathode and anti-cathode components, in an ion implantation system tuned for B+ doping, the use of a hydrogenated 11 BF 3 dopant source composition according to the present invention is a non-hydrogenated 11 BF 3 dopant. There was a 7% change in cathode weight loss compared to the use of the source composition. In an ion implantation system tuned for BF 2 + doping, using an 11 BF 3 dopant source composition hydrogenated according to the present invention results in a cathode weight loss of more than 4 times.

본 발명의 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소 도펀트 소스 가스 조성물의 사용은 상응하는 비-수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소 도펀트 소스 가스 조성물보다 더 적은 캐쏘드 중량 손실을 생성함과 동시에 이온 소스에서 더 적은 텅스텐 수송을 제공하는 것은 놀랍고도 유익한 결과이다. 따라서, 본 발명의 도펀트 소스 가스 조성물은 본 기술 분야에서 실질적인 진보를 달성한다.The use of the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride dopant source gas composition of the present invention produces less cathode weight loss than the corresponding non-hydrogenated isotope-rich boron trifluoride dopant source gas composition, while simultaneously producing an ion source. Providing less tungsten transport in the is a surprising and beneficial result. Thus, the dopant source gas composition of the present invention achieves substantial advances in the art.

본 발명이 특정 양태, 특징 및 예시적인 실시양태를 참조하여 본원에 기재되었지만, 본 발명의 유용성은 이에 제한되지 않고, 오히려 본원의 설명에 기초하여, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자체를 제안하는 바와 같이, 다수의 다른 변이, 변형 및 대안적 실시양태로 확장되고 포함한다는 것을 이해할 것이다. 상응하게, 이후에 청구되는 본 발명은, 그 정신 및 범위 내에서 그러한 모든 변이, 변형 및 대안적 실시양태를 포함하는 것으로서 폭넓게 해석되고 해독되도록 의도된다.Although the present invention has been described herein with reference to specific aspects, features and exemplary embodiments, the usefulness of the present invention is not limited thereto, but rather, based on the description herein, to those of ordinary skill in the art. It will be appreciated that, as suggested by itself, many other variations, modifications and alternative embodiments are extended and included. Correspondingly, the invention claimed hereinafter is intended to be broadly interpreted and interpreted as including all such variations, modifications and alternative embodiments within its spirit and scope.

Claims (19)

수소화된 동위원소-풍부한(isotopically enriched) 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물로서,
(i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량(natural abundance)보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및
(ii) 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 4 내지 6.5 부피%의 양의 수소
로 필수적으로 구성되는 조성물.
As a hydrogenated isotopeally enriched boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition,
(i) boron trifluoride having an atomic mass of 11 ( 11 B) isotope-rich than its natural abundance, and
(ii) hydrogen in an amount of 4 to 6.5% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition.
A composition consisting essentially of.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
수소가, 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 5 부피%의 양으로 존재하는, 조성물.
The method of claim 1,
The composition, wherein hydrogen is present in an amount of 5% by volume, based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition.
수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물로서,
(i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 99 % 초과량으로 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및
(ii) 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 5 부피%의 양의 수소
로 필수적으로 구성되는 조성물.
As a hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition,
(i) isotopically-rich boron trifluoride in an excess of 99% of boron of atomic mass 11 ( 11 B), and
(ii) hydrogen in an amount of 5% by volume based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition.
A composition consisting essentially of.
제 1 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 수소화된 동위원소-풍부한 삼불화 붕소(BF3) 도펀트 소스 가스 조성물을 보유하는 가스 저장 및 분배 용기를 포함하는 붕소 도펀트 가스 조성물 공급 패키지.The supply of a boron dopant gas composition comprising a gas storage and distribution vessel holding the hydrogenated isotope-rich boron trifluoride (BF 3 ) dopant source gas composition according to any one of claims 1, 6 and 7 package. 삭제delete 삭제delete 삭제delete (a) 제 1 가스 공급 패키지로부터의 11B-동위원소-풍부한 삼불화 붕소 및 (b) 제 2 가스 공급 패키지로부터의 수소 가스를, (i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및 (ii) 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 4 내지 6.5 부피%의 양의 수소로 필수적으로 구성되는 이온 소스 챔버 내 도펀트 소스 가스 조성물을 구성하는 상기 삼불화 붕소 및 수소의 상대적 비로, 이온 주입 시스템의 이온 소스 챔버로 공-유동(co-flow)시키는 것을 포함하는, 이온 주입 시스템을 작동시키는 방법.(a) 11 B-isotope-rich boron trifluoride from the first gas supply package and (b) hydrogen gas from the second gas supply package, (i) boron of atomic mass 11 ( 11 B) is naturally present A dopant source gas composition in an ion source chamber consisting essentially of boron trifluoride, which is more isotope-rich than the amount, and (ii) hydrogen in an amount of 4 to 6.5% by volume, based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition. A method of operating an ion implantation system comprising co-flowing into the ion source chamber of the ion implantation system, with the relative ratio of boron trifluoride and hydrogen making up. 붕소 도펀트 소스 가스 조성물을 붕소 도핑 이온 주입 시스템의 이온 소스 챔버에 도입하는 단계, 및
상기 붕소 도핑 이온 주입 시스템을 작동시켜 상기 이온 소스 챔버 내에서 상기 붕소 도펀트 소스 가스 조성물을 이온화시키고, 붕소 도펀트 종의 빔을 생성시켜, 이를 이온 주입 시스템 내의 기판으로 보내어 이온 주입 시스템 내의 기판을 붕소 도펀트 종으로 붕소 도핑시키는 단계
를 포함하는 방법으로서, 이때
상기 도펀트 소스 가스 조성물은 (i) 원자 질량 11의 붕소(11B)가 자연 존재량보다 동위원소-풍부한 삼불화 붕소, 및 (ii) 상기 조성물 중의 삼불화 붕소 및 수소의 총 부피를 기준으로 4 내지 6.5 부피%의 양의 수소로 필수적으로 구성되고,
상기 작동 동안 캐쏘드의 중량 변화는 다른 수소 농도와 관련하여 최소화되고, 빔 안정성 및 이온 소스 수명은 향상되는, 방법.
Introducing a boron dopant source gas composition into an ion source chamber of a boron doped ion implantation system, and
Operate the boron doped ion implantation system to ionize the boron dopant source gas composition in the ion source chamber, generate a beam of boron dopant species, and send it to a substrate in the ion implantation system to transfer the substrate in the ion implantation system to a boron dopant. Doping boron with species
As a method comprising a, wherein
The dopant source gas composition comprises (i) boron trifluoride in which an atomic mass of 11 boron ( 11 B) is isotope-rich than its natural abundance, and (ii) 4 based on the total volume of boron trifluoride and hydrogen in the composition. Consisting essentially of hydrogen in an amount of to 6.5% by volume,
The method, wherein the weight change of the cathode during the operation is minimized with respect to different hydrogen concentrations, and beam stability and ion source lifetime are improved.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 13 항에 있어서,
상기 붕소 이온 주입 종의 빔 전류가, 상기 이온 소스 챔버 내에 수소가 존재하지 않는 경우의 상기 붕소 이온 주입 종의 빔 전류와 비교할 때 8 % 미만 감소되는, 방법.
The method of claim 13,
The method, wherein the beam current of the boron ion implantation species is reduced by less than 8% as compared to the beam current of the boron ion implantation species in the absence of hydrogen in the ion source chamber.
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